Molienda y refinado de azúcar de caña y remolacha

Mediciones de Brix, sobresaturación, cristalización del azúcar y control del punto de siembra

La fabricación de azúcar comestible es un proceso delicado que requiere el control del proceso y la medición instantánea y precisa de Brix (contenido de sólidos de masa cocida) de líquidos crudos y en proceso para obtener la mejor cantidad y calidad de producto, medida con, por ejemplo, la apertura media (MA) y el coeficiente de variación (CV). Solo los azúcares líquidos y cristales de alta calidad son aceptables.  En la fabricación de azúcar cristal, el objetivo fundamental es producir la máxima cantidad de cristales de calidad uniforme, evitando los finos y conglomerados.

Procesamiento eficiente de azúcar en bruto para la obtención de azúcar refinado

La producción de azúcar implica dos operaciones distintas: una, procesar la caña de azúacar o la remolacha en azúcar sin refinar y dos, procesar el azúcar sin convertirla en azúacar refinada.  

Dado que la refinación del azúcar es un proceso que consume mucha energía en el que el jugo crudo se somete a múltiples pasos de procesamiento para eliminar las impurezas, las herramientas de control de proceso adecuadas ayudan a maximizar el rendimiento y minimizar el costo de producción. En general, la  industria azucarera es una gran consumidora de agua, ya que cada paso de la producción requiere de ésta. El consumo de agua y energía durante la fabricación  puede reducirse significativamente, contribuyendo a la sostenibilidad del ingenio o la refinería,  mediante el uso de equipos de tecnología moderna, como el refractómetro de proceso K-PATENTS® de Vaisala. 

Cubra las condiciones del proceso desde la fase líquida hasta la masa cocida

Datos en línea proporcionados por Vaisala K-PATENTS SeedMaster SM-3

La cristalización del azúcar es a menudo el principal proceso de producción; producir azúcar de calidad, de manera constante y a un precio competitivo requiere disponer de dispositivos de medición robustos que no se vean afectados por las condiciones variables del proceso —desde la fase líquida hasta la masa cocida— ni por el aumento del contenido de cristales durante tal proceso. 

La sobresaturación es la fuerza que impulsa el crecimiento de los cristales y la velocidad de cristalización depende de esta función multivariable de diversos parámetros. La sobresaturación tiene un rango óptimo, donde los cristales de azúcar crecen de manera uniforme y amplia. Fuera del rango, los cristales dejarán de crecer e incluso podrían fundirse o comenzar a formar nuevos cristales creando espontáneamente finos y conglomerados que requieren reprocesamiento. Zutora SeedMaster-4 es un dispositivo único creado específicamente para la cristalización del azúcar que proporciona los parámetros necesarios para llevarla a cabo. 

Mida los valores de Brix y de concentración de manera precisa y en línea

Instalación del refractómetro en el recipiente

Los refractómetros Vaisala K-Patents y Zutora SeedMaster-4 ofrecen:

  • Mayor calidad de azúcares líquidos y cristalinos 
  • Productos de azúcar elaborados de manera precisa según receta
  • Garantía de que el azúcar líquido a granel y la melaza cumplen con las especificaciones
  • Proceso de extracción optimizado ya que se minimiza el uso de agua que debe evaporarse en una etapa posterior
  • Ahorro energético al adaptar el flujo de producto a la capacidad de los evaporadores 
  • Control del jugo de alimentación para ajustar la concentración con la capacidad de las columnas de separación, lo cual permite extender los intervalos entre los ciclos de recuperación y prolongar la vida útil de las columnas.
  • Herramienta de seguimiento de la sobresaturación durante el proceso de cristalización completo.
  • Implementación de siembra automática y precisa del recipiente al vacío. 

Aplicaciones en la molienda y la refinación de azúcar de remolacha

Mida los valores de Brix con precisión y en línea en todos los procesos de molienda y refinación del azúcar de remolacha, incluida la extracción, la evaporación, la cristalización y la centrifugación (desugarización) y separación cromatográfica para obtener el mejor rendimiento y calidad del producto, con ahorros en energía y costos de producción. 

Para obtener más información, descargue nuestras notas de la aplicación.
 

Procesamiento del azúcar de remolacha

El refractómetro de proceso K ‑ PATENTS® de Vaisala se utiliza durante todo el procesamiento para optimizar y garantizar el funcionamiento eficiente de los subprocesos, la molienda y la refinación de la remolacha azucarera. 

Extracción del azúcar de remolacha

Controle el proceso de extracción para un proceso de trabajo y una molienda eficientes 

Evaporación del azúcar de remolacha

Controle el flujo de vapor y logre una concentración constante de jugo en las etapas de evaporación

Cristalización del azúcar de remolacha

Produzca cristales de azúcar de buena calidad sin finos ni conglomerados

Jarabe verde y melaza

Calidad de concentración final de la melaza, mayor eficiencia del proceso de desugarización.

Desugarización de melazas por separación cromatográfica

Medición de Brix en línea y en tiempo real para mejorar la separación cromatográfica y recuperar con éxito la betaína 

Aplicaciones en la molienda y la refinación del azúcar de caña

Mida los valores de Brix con precisión y en línea en todos los procesos de molienda y refinación del azúcar de caña, incluidos los procesos de afinación, decoloración, evaporación, cristalización y recuperación para obtener el mejor rendimiento y un producto de excelente calidad con ahorros en energía y costos de producción. 

Para obtener más información, descargue nuestras notas de la aplicación.
 

Procesamiento del azúcar de caña

El refractómetro de proceso K ‑ PATENTS® de Vaisala se utiliza durante todo el procesamiento para optimizar y garantizar el funcionamiento eficiente de los subprocesos y  la molienda y la refinación del azúcar de caña. 

 

Afinación del azúcar de caña

Mida en tiempo real la concentración del licor a clarificar, implemente la  monitoreo y el control del proceso durante el proceso de afinación.

Decoloración del azúcar de caña

Aumente el rendimiento, controle el lavado de la línea de lavado con agua dulce, detecte la interfaz entre el agua dulce y el jarabe, automatice el control del proceso de regeneración 

Evaporación del azúcar de caña

Garantice un producto de alta calidad con la medición continua de Brix de jugo y almíbar

Cristalización del azúcar de caña

Produzca cristales de buena calidad sin finos y sin conglomerados, controle la sobresaturación, 
implemente la siembra automática o manual 

Recuperación del azúcar de caña

Melaza final, control de concentración de dilución, control de separación de la melaza, monitoreo de la línea de aguas residuales y control del punto de siembra 

Aplicaciones en el procesamiento de subproductos

Mida la concentración de Brix de azúcar o melaza, controle el proceso de cristalización para obtener un rendimiento de calidad. 

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Producción de ácido cítrico

Mantenga la concentración objetivo de azúcar o melaza y ácido cítrico, controle el proceso de cristalización

Aplicaciones en tratamientos de flujo lateral

Monitorice los sólidos totales disueltos (SDT) y detecte la presencia de azúcar o una cantidad excesiva de azúcar en el agua de alimentación de la caldera, antes de que ocurran daños, monitorice y controle de manera precisa, continua y en línea el contenido de carga orgánica (COT) en los efluentes o corrientes de agua dulce. 

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Detección de fugas de azúcar en el agua de alimentación de la caldera

Detectar la presencia de azúcar en el agua de alimentación antes de que se produzcan daños en el equipo

Monitoreo y control del carbono orgánico total (COT) en corrientes de aguas residuales

Mida el carbono orgánico total (COT) de manera precisión y en línea y cree una estrategia de control con la ayuda de la medición de sólidos disueltos (SD)

Documentos explicativos y artículos técnicos

Medición del contenido de sólidos de masa cocida y de la concentración de licor madre en recipientes al vacío en serie

El contenido de sólidos de la masa cocida y la concentración de las aguas madres son parámetros que comúnmente se monitorean en el recipiente al vacío, ya que se utilizan para controlar el proceso de cristalización y, por lo tanto, tienen un efecto sobre la calidad del producto final: los cristales de azúcar. El contenido de sólidos de la masa cocida es la mezcla de cristales y las aguas madres que se producen durante el proceso de cristalización y, la concentración de las aguas madres es la fase líquida de la masa cocida durante la cristalización. El contenido de sólidos de la masa cocida —o el contenido total de azúcar— se suele determinar usando un medidor de microondas o una sonda de densidad nuclear, mientras que la concentración de licor madre (azúcar disuelto) se mide mediante el uso de un refractómetro. La escala de medición suele ser de Brix.

Documento técnico para tecnólogos de la industria azucarera (S.I.T., Sugar Industry Technologists) Conferencia de 2019

Monitoreo en línea de la cristalización por enfriamiento por lotes

La cristalización por enfriamiento por lotes es un proceso de producción ampliamente practicado en varias industrias. En la industria azucarera, se utiliza principalmente  como primer paso para producir masa cocida (base de magma) para germinar cristalizadores de evaporación continua o por lotes y aumentar  la obtención final de azúcar a partir de la materia prima básica (remolacha o caña). En la industria farmacéutica, se utiliza para producir el
producto final directamente. La cristalización por enfriamiento se realiza en diferentes tipos de equipos, los más comunes cuentan con serpentines de enfriamiento  o recipientes encamisados con agitadores incorporados.

Tácticas de control del crecimiento y cristalización de cristales en cristalizadores de azúcar industriales

El crecimiento de cristales es un tema favorito de la investigación sobre cristalización. Debido a la complejidad del proceso, existen varios enfoques más o menos diferentes para su estudio. La mayoría de los estudios teóricos se basan en ecuaciones de balance de masa, energía y población, correlaciones cinéticas y formulaciones de modelos que a veces se basan en suposiciones y simplificaciones cuestionables. Los métodos combinados (teóricos más experimentos de laboratorio a pequeña escala) pueden proporcionar información útil sobre el efecto de uno u otro parámetro en el crecimiento de los cristales, pero generalmente se limitan al estudio de un solo cristal (o solo unos pocos cristales) en entornos bien controlados.
Los problemas del crecimiento de cristales en la cristalización a escala industrial, cuando hay miles de millones de cristales en la masa cocida, rara vez se estudian y, de ser así, la validación de los hallazgos es rara o falta por completo. Sin embargo, la producción de azúcar de buena calidad debe basarse en un conocimiento profundo de los procesos que caracterizan la producción en masa. La principal dificultad del estudio del crecimiento de cristales en grandes poblaciones fue la falta de instrumentos adecuados necesarios para monitorear en línea los parámetros que rigen el crecimiento de cristales.
Con la introducción de SeedMaster Instruments, la adquisición de datos en línea de los parámetros más importantes de cristalización, incluida la sobresaturación, el contenido de cristal y la pureza del licor madre, se hizo realidad en unos cuantos molinos y refinerías del mundo.

Monitoreo y control en línea de la sobresaturación y otros parámetros de masa cocida en recipientes al vacío: un enfoque de ingeniería de control

En general, se reconoce que la sobresaturación es el parámetro más importante en la cristalización del azúcar. Tiene un  papel clave en la determinación de la calidad y el rendimiento del producto, el costo de producción, la rentabilidad y la supervivencia del fabricante.  Además de la sobresaturación, los otros parámetros importantes son el contenido de cristales, la pureza de las aguas madres (o caída de pureza) y el contenido de sólidos de masa cocida ("Brix"). 

Cristalización del azúcar: busque los problemas en los detalles, parte 1

La cristalización del azúcar es un proceso de importancia clave. En la actualidad, se produce un gran porcentaje de azúcar cristalizado bajo control manual mediante el uso de instrumentos que posiblemente no brinden información procesable y que, en apariencia, se asemejan a los métodos utilizados hace varias décadas. Este tipo de enfoque es completamente inadecuado para producir  azúcar de calidad en masa y a un costo competitivo. 

Cristalización del azúcar: busque los problemas en los detalles, parte 2

En la parte 1 de este documento, se analizaron algunos de los detalles más importantes de la cristalización del azúcar, como la calidad del producto, el costo de  producción, el crecimiento de los cristales, la circulación en el recipiente y la siembra. Se enfatizó debidamente el papel y la importancia de la sobresaturación en todos estos detalles. See ISJ (2008), 110 (1315): 403-413. En la parte 2 se pone énfasis  en estudios de casos de la vida real y en algunas herramientas nuevas que pueden utilizarse para arrojar luz sobre el funcionamiento interno de un  cristalizador en tiempo real y utilizar la información para un control avanzado de la cristalización. 

SeedMaster 2: un transmisor de cristalización universal y un dispositivo de siembra automático

Existe una creciente comprensión de la importancia de la sobresaturación en la cristalización del azúcar. Tiene un efecto profundo en la calidad del producto y también en el costo de producción, parámetros que determinan las posibilidades de supervivencia de las plantas en todo el mundo.   http://vaisala.prod.acquia-sites.com/sites/default/files/documents/VIM-GLO-LM-Sugar-article_seedmaster%202_%20in_isj_2006_vol.108.pdf

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