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FORMACION DE CRISTALES CON SNOWLINE FONDANT Por Ing° Percy Garay M. - Ing° César Salazar T. RESUMEN EN ESPAÑOL En los últimos 3 años en Agroindustrias San Jacinto S.A.A.– Perú, se llevaron a cabo varias mejoras en el Sistema de Semillamiento Completo. Para ello se utilizaron diferentes técnicas para la preparación del cristal que luego es suministrado a las granulaciones de terceras. Estas técnicas utilizadas fueron: Azúcar Refino Molido, Cristal 600 y Snowline Fondant S11. Luego de poner en práctica estas técnicas de Semillamiento se pudo determinar que con Snowline Fondant S11 se produjo la mayor disminución de pérdidas de sacarosa en miel final y una estabilidad en el agotamiento en las templas de terceras. Llegando a obtener una disminución en la pureza de la miel final de 2.5 puntos porcentuales con una variación de +/- 0.36%. ABSTRACT Several improvements have been made in the last three years at the Agroindustrias San Jacinto Sugar Factory in Peru on the Low Grade Sugar Crystallization and Molasses exhaustion process. In order to achieve a better seed quality for the full seeding system, different seed preparation techniques have been tested. These techniques were: seeding with fine grinded white refined sugar, seeding with Cristal 600 and seeding with Fondant Sugar. The last one proved to have better results measured as crystal yield, reduction of sucrose losses in molasses, and, simultaneously, a marked better low grade massecuite exhaustion. During the assessment period with Fondant Sugar, a reduction in final molasses purity of 2.5 porcentual points, with a variation of +/- 0.36 units, was reached.

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FORMACION DE CRISTALES CON SNOWLINE

FONDANT

Por Ing° Percy Garay M. - Ing° César Salazar T.

RESUMEN EN ESPAÑOL

En los últimos 3 años en Agroindustrias San Jacinto S.A.A.– Perú, se llevaron a cabo

varias mejoras en el Sistema de Semillamiento Completo. Para ello se utilizaron

diferentes técnicas para la preparación del cristal que luego es suministrado a las

granulaciones de terceras. Estas técnicas utilizadas fueron: Azúcar Refino Molido,

Cristal 600 y Snowline Fondant S11. Luego de poner en práctica estas técnicas de

Semillamiento se pudo determinar que con Snowline Fondant S11 se produjo la mayor

disminución de pérdidas de sacarosa en miel final y una estabilidad en el agotamiento

en las templas de terceras. Llegando a obtener una disminución en la pureza de la miel

final de 2.5 puntos porcentuales con una variación de +/- 0.36%.

ABSTRACT

Several improvements have been made in the last three years at the Agroindustrias San

Jacinto Sugar Factory in Peru on the Low Grade Sugar Crystallization and Molasses

exhaustion process. In order to achieve a better seed quality for the full seeding system,

different seed preparation techniques have been tested. These techniques were: seeding

with fine grinded white refined sugar, seeding with Cristal 600 and seeding with

Fondant Sugar. The last one proved to have better results measured as crystal yield,

reduction of sucrose losses in molasses, and, simultaneously, a marked better low grade

massecuite exhaustion. During the assessment period with Fondant Sugar, a reduction in

final molasses purity of 2.5 porcentual points, with a variation of +/- 0.36 units, was

reached.

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INTRODUCCION

En el Perú a la fecha no existe un índice de agotamiento promedio y estándar en miel

final que nos pueda servir de meta a nivel nacional. Por desconocer este factor no se

toma en serio las Técnicas de Semillamiento y se considera como buenas las metas

actuales.

La preocupación incesante de los técnicos peruanos exige el uso de todos los adelantos

disponibles para la aplicación del sistema de semillamiento completo en reemplazo de

los sistemas clásicos de espera o choque.

En la Empresa Agroindustrias San Jacinto S.A.A., se han venido desarrollando

diferentes técnicas de semillamiento para encontrar indicadores que disminuyan las

pérdidas de fabricación y tener una mejor recuperación de sacarosa.

Este trabajo técnico refleja todos los mecanismos que nos permitieron desarrollar y

evaluar los tres sistemas empleados seleccionando el mejor. Las técnicas que se

emplearon fueron:

Semillamiento con Azúcar Refino Molido.

Semillamiento Cristal 600.

Semillamiento con Snowline Fondant S-11.

El objetivo de la aplicación de estas técnicas de semillamiento era de reducir las

pérdidas de sacarosa en la melaza y sobre todo que se tenga un proceso estable en las

templas de baja pureza, reduciendo las variaciones que estas presentaban. Siendo

indispensable el control de la cantidad, tamaño y uniformidad del cristal, evitando de

esta manera la formación de falso grano y pérdidas por estos factores, que hasta ese

momento no eran controlados del todo.

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MATERIALES

� SEMILLAMIENTO AZÚCAR REFINO MOLIDO.

Se obtiene por molienda en seco de la azúcar refinada en un molino de bolas.

Figura 1: Molino de bolas para azúcar refino.

Para realizar este sistema de semillamiento se contaron con los siguientes

materiales:

� 1 Cuerpo cilíndrico en acero inoxidable AISI 304 de 12” de diámetro.

� 2 Chumaceras SKF de 2” de diámetro.

� 2 Muñones de acero SAE 1020 de 2” de diámetro.

� 1 Moto reductor de 2 HP, 6 RPM, accesorios y transmisión por fajas.

� 4 Kilos de azúcar refinada.

� 654 Bolas de acero de diversas medidas, como se detalla en la siguiente

tabla:

AZUCAR REFINADAAZUCAR REFINADA

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TABLA 01: DISTRIBUCION DEL MOLINO DE BOLAS

DIAMETRO

(Pulg.)

CANTIDAD DISTRIBUCION

(%)

1 1/2 9 5.7

1 49 14.7

7/8 16 3.9

13/16 50 8.1

3/4 408 62.1

1/2 111 5.1

7/16 11 0.3

TOTAL 654 100

A este molino se le adicionaba: 4 Kilogramos de azúcar, 12 Litros de Alcohol

y se molía por espacio de 24 horas.

� SEMILLAMIENTO CRISTAL 600.

Para realizar este sistema de semillamiento se contaron con los siguientes

materiales:

� 2 Cilindros cónicos de 8” de diámetro x 14” de longitud, en acero inoxidable

AISI 304.

� 2 Motores eléctricos de 1 HP, 3500 RPM.

� 2 Chumaceras para eje de 5/8” de diámetro con rodaje # 6005.

� 2 Ejes de accionamiento de agitación.

� 2 Válvulas de globo de ¼” de diámetro x 300 PSI.

� 1 Serpentín de cobre para calentamiento vapor a 20 PSI.

� 1 Estructura de 20” x 14” x 60” con ángulo de 3/16” x 1 ½”.

� 1 Termómetro de 0 a 100 °C.

� 4 ó 3 Kilos de Azúcar refinada.

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� 12 o 9 Litros de Alcohol Rectificado fino.

� 1 Balde de plástico de 20 Litros.

Figura 2: Sistema de Cristal 600.

� SEMILLAMIENTO FONDANT.

Para realizar este sistema de semillamiento se contaron con los siguientes

materiales:

� 1 Cilindro cónico de 8” de diámetro x 14” de longitud, en acero inoxidable

AISI 304.

� 1 Motor eléctrico de 1 HP, 3500 RPM.

� 1 Chumacera para eje de 5/8” de diámetro con rodaje # 6005.

� 1 Eje de accionamiento de agitación.

� 1.2 ó 0.25 Kilos de Snowline Fondant S-11.

� 3.60 ó 0.75 Litros de Alcohol Rectificado Fino.

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� 1 Balde de plástico de 20 Litros.

Figura 3: Preparación Cristal Fondant

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RECIPIENTE RECIPIENTE

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METODOS

Todos los Sistemas de Semillamiento Completo probados, tuvieron como base el mismo

sistema de cocimiento (Anexo 01), es decir: Sistema de tres Templas (A, B y C) y

Doble Magma (B y C). Siendo el Azúcar para producción, proveniente de las templas de

alto grado (Masa Cocida A) y alimentado en su totalidad con jarabe.

La técnica de cristalización es para todos uno de los factores determinantes en la

eficiencia fabril, en la producción de azúcar, en la calidad y belleza de ésta. Es además,

la cristalización, la técnica operacional de mayor cuidado y precisión en el proceso

azucarero y donde se dice que sin conocerla el azucarero deja de serlo.

� SEMILLAMIENTO AZÚCAR REFINO MOLIDO.

El diseño del molino de bolas, debe darnos un tamaño final de cristal de 0.01

mm. Para esto se agrega 4 Kilogramos de Azúcar blanca refinada con 12 Litros

de alcohol rectificado (96º GL). Esta mezcla se hace moler por 24 horas. Luego

se extrae la jalea ya formada y lista para ser adicionado a los tachos para realizar

las granulaciones.

� SEMILLAMIENTO CRISTAL 600.

a) Se confecciona una solución de azúcar a 76 °Bx y 80 °C con azúcar refino o

crudo lavado; se añade a esta solución saturada el doble del volumen de

alcohol etílico, con más de 95 °GL; se bate ésta y se añade este licor al

alcohol poco a poco; se trata que en la nueva solución no ocurran cambios

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bruscos ni de temperatura ni de volumen. Poco a poco, toda la solución

azucarada es absorbida en el lecho alcohólico y en breves instantes, la

solución se torna lechosa y millones de microcristales sobrenadan la

solución. Se continúa agitando hasta que se termine de agotar el licor

residual que en pocos segundos se cristaliza.

b) Este sencillo proceso, que se describe en breves párrafos, esta debidamente

avalado por una operación de cristalización por cambio de solvente. Figura

4.

Figura 4: Cristalización por cambio de solvente.

La solución a 99.50 de pureza esta sobresaturada a 80 °Bx y a temperatura de 80

ºC.

El alcohol, en su avidez por el agua, es capaz de absorber parte de la cantidad de

agua que compone la solución azucarada, lo que provoca una sobresaturación

casi instantánea.

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El punto de saturación pasa de la zona no saturada, pero muy cercana a la zona

de saturación, a la zona lábil, y el azúcar comienza a pasar al estado sólido en su

máxima eficiencia morfológica, el cristal perfecto de azúcar, y con su mínimo

tamaño, el que surge durante una cristalización espontánea. Cuando el punto

logre 80 ºC, su concentración verdadera es de 80% de sólidos y estaría

sobresaturada.

Es posible determinar, en la figura 5, que el comportamiento real de la

preparación del Cristal 600, coincide con las gráficas exactas de puntos de

saturación. El punto señalado de preparación del Cristal 600 es el ideal y ocurre

a 80 °C y 80 °Bx, aproximadamente.

Figura 5: Sólidos totales en soluciones saturadas de azúcar a diversas purezas y temperaturas (Spencer – Meade).

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Si se analiza el comportamiento del sistema en las curvas de sobresaturación, se

obtiene el resultado que se expone en la figura 6. En esta se detallan las

diferentes zonas de saturación de una solución de sacarosa pura.

Figura 6: Curva de formación del Cristal 600

En el punto A se detalla el punto inicial de la preparación del Cristal 600 y en el

punto B se mezcla la solución con alcohol; el punto de sobresaturación se

traslada en el rango 1,0 a 1,25; o sea, la zona lábil, donde se forman los cristales

perfectos. Como el licor madre es ahora, alcohol, todos los cristales se formarán

al mismo tiempo, no crecen y se mantienen sin peligro de crecimiento posterior

ni redisolución en alcohol. Como la proporción de cristales es solo función de la

cantidad de azúcar disuelta, ya que se define que el tamaño del cristal siempre es

el mismo, es posible definir para cualquier cantidad de masa cocida de tercera

que se vaya a fabricar, las libras de azúcar refino que hay que disolver, con lo

que se consigue cantidades precisas y seguras de Cristal 600.

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B

A

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El azucarero tendría la función de aumentar el tamaño del cristal inicial

introducido en el semillamiento.

Su trabajo es continuar la templa a un grado brix constante, en forma definitiva

el trabajo del azucarero es mas bien técnico y preciso y menos artístico.

Cuando el núcleo no es un cristal homogéneo, primero se debe hacer el cristal

dentro del tacho y luego uniformizar para continuar la templa.

Solo con un cristal perfecto las posibilidades de obtener una norma repetitiva

son las máximas y más aún cuando el licor madre, el alcohol, está libre de

viscosidad e impurezas que interfieren en la cristalización y desfiguran el hábito

de crecimiento del cristal de azúcar.��

Procedimiento de preparación del CRISTAL 600:

1. Pesar 3.0 Kilogramos de azúcar blanca refinada (solo cuando se va a realizar

cristal “B”, es decir para granulación de B para 2 cortes).

Pesar 4.0 Kilogramos de azúcar blanca refinada (solo cuando se va a realizar

cristal “C”).

2. En el tanque superior, preparar :

� El azúcar blanca refinada (según el tipo de granulación); 1200 mililitros

de agua condensada cuando es de 3.0 Kilogramos de azúcar y 1500

mililitros de agua condensada cuando es de 4.0 Kilogramos de azúcar.

3. Disolver el azúcar refino con agitación constante y calentar hasta una

temperatura de 95°C, haciendo uso del vapor.

4. Suspender el calentamiento con vapor, manteniendo con agitación hasta que

la temperatura descienda a 85°C aproximadamente. Mantener esta

temperatura regulando el ingreso del vapor.

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5. Depositar en el tanque inferior:

� 11 litros de alcohol (Para 3.0 Kilogramos de azúcar)

� 12 litros de alcohol (Para 4.0 Kilogramos de azúcar)

En ambos casos empezar la agitación.

6. Pasar la solución azucarada del tanque superior al tanque inferior lentamente

y con agitación constante (deberá ser lo más delgado posible, un hilo de

solución).

7. Mantener la agitación durante 30 minutos. Observar una turbidez blanca.

8. La suspensión será utilizada para la granulación de cristal “B” y “C” según

corresponda.

Figura 7: Preparación del Cristal 600

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ALCOHOL

RECIP IENTE RECIP IENTE

ALCOHOL

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� SEMILLAMIENTO FONDANT.

La preparación se hace para iniciar templas C, A y B; las dosificaciones son

las siguientes:

Tabla 2: Semillamiento con cristal Fondant.

Descripción Templas C Templas B Templas A

Fondant (Kilogramos) 1.2 0.25 0.25

Alcohol (Litros) 3.6 0.75 0.75

Volumen de masa cocida (m3) 60 24 60

Tamaño inicial del cristal (mm) 0.01 0.01 0.01

Tamaño final del cristal (mm)� 0.31 0.42 0.60

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RESULTADOS

Los resultados obtenidos durante este primer semestre del 2006, indican una notable

mejora con el Semillamiento Fondant, comparado con los mismos períodos de los

años anteriores, en que se estuvo evaluando los otros sistemas de semillamiento.

� Las pérdidas de azúcar en melaza fueron menores en cuanto al valor en sí y en

cuanto a la variabilidad de la misma con el tiempo.

TABLA 3: EVOLUCION DE LAS PÉRDIDAS EN MELAZA (%Caña)

DESCRIPCION 2003 2004 2005 2006

Promedio 1.3533 1.2176 1.1332 1.0875

Desv. estándar 0.1532 0.1818 0.1592 0.0827

Varianza 0.0235 0.0330 0.0253 0.0068

Máximo 1.6750 2.1470 1.6540 1.2360

Minimo 0.9790 0.9860 0.8950 0.9590

Tipo de semillamiento Molino Molino Cristal 600 Fondant

PERDIDAS EN MELAZA

1,3533

1,2176

1,13321,0875

0,70

0,90

1,10

1,30

1,50

2003 2004 2005 2006-C

PERIODO

Pér

dida

s en

Mel

aza

(%C

aña)

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0,18

0,20D

esv.

Est

anda

r y

Var

ianz

a

Pérdidas Melaza Desviación estandar Varianza

Gráfica 1: Comparativo de pérdidas en melaza (%Caña)

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2006

� La pureza en melaza se pudo estabilizar y disminuir, constituyendo un nuevo

estándar a mejorar.

TABLA 4: EVOLUCION DE LA PUREZA EN MELAZA (%)

DESCRIPCION 2003 2004 2005 2006

Promedio 36.15 37.47 36.92 34.24

Desv. estándar 1.43 1.40 1.64 0.61

Varianza 2.04 1.95 2.69 0.37

Máximo 40.27 39.72 40.01 35.70

Minimo 33.34 32.46 32.82 33.47

Tipo de semillamiento Molino Molino Cristal 600 Fondant

EVOLUCION SEM ANAL DE LA PUREZA EN LA M IEL FINAL (2002 AL 2006)

28,00

30,00

32,00

34,00

36,00

38,00

40,00

42,00

01-0

6/01

/02

11-1

7/03

/02

20-2

6/05

/02

29-0

4/08

/02

07-1

3/10

/02

23-2

9/12

/02

03-0

9/03

/03

12-1

8/05

/03

21-2

7/07

/03

29-0

5/10

/03

08-1

4/12

/03

16-2

2/02

/04

26-0

2/05

/04

05-1

1/07

/04

13-1

9/09

/04

22-2

8/11

/04

07-1

3/02

/05

25-0

1/05

/05

18-2

4/07

/05

26-0

2/10

/05

30-0

5/02

/06

17-2

3/04

/06

SEMANA

Gráfica 2: Pureza de la melaza (%)

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PUREZA DE MELAZA

36,04

37,22

36,83

34,33

32,50

33,00

33,50

34,00

34,50

35,00

35,50

36,00

36,50

37,00

37,50

2003 2004 2005 2006-C

PERIODO

Pur

eza

en M

elaz

a (%

)

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

Des

v. E

stan

dar

y V

aria

nza

Pureza en Melaza Desviación estandar Varianza

Gráfica 3: Comparativo de la pureza en la melaza (%)

� El rendimiento de Cristal de la masa cocida “C” se incrementó y se mantiene

controlado sin mayores variaciones.

TABLA 5: EVOLUCION DEL RTO. DE CRISTAL EN LA MASA “C” (%)

DESCRIPCION 2003 2004 2005 2006

Promedio 31.6308 32.2250 31.5586 31.7288

Desv. estándar 1.9078 1.2673 1.0865 0.8186

Varianza 3.6398 1.6062 1.1805 0.6701

Máximo 36.4354 35.0432 34.9193 33.1043

Mínimo 28.0904 29.2724 29.0810 30.1639

Tipo de semillamiento Molino Molino Cristal 600 Fondant

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RENDIMIENTO DE CRISTAL "C"

31,63

32,23

31,56

32,12

29

30

30

31

31

32

32

33

2003 2004 2005 2006-C

PERIODO

Ren

dim

ient

o en

Cri

stal

(%)

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

Des

v. E

stan

dar

y V

aria

nza

Pureza en Melaza Desviación estandar Varianza

Gráfica 4: Rendimiento de cristal en masa “C” (%)

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CONCLUSIONES

La formación de cristales para el semillamiento con Azúcar Refino Molido

fue muy irregular debido al desgaste progresivo de las bolas, lo cual influyó

mucho en el tamaño final del cristal.

El método del Cristal 600 resultó ser una mejor técnica que la anterior, en

cuanto a disminución de pérdidas de sacarosa. Pero la misma requería de

mucha técnica del Operario para la preparación y por ello presentó

variaciones, pero menores a la anterior, por cuanto también la pureza en la

melaza fue fluctuante.

Las Pérdidas en melaza (%caña), fueron menores con el Cristal Fondant

comparado a las otras técnicas y permitió tener un control sobre las mismas

y hacer mejoras posteriores para que sigan diminuyendo.

El semillamiento con cristal Snowline Fondant S-11, resolvió los problemas

en cuanto a preparación y tamaño final del grano, teniendo una fiabilidad al

100% de estas 2 variables y por tanto las pérdidas en melaza fueron menores

y la miel final redujo su pureza en 2.5 puntos porcentuales con una

estabilidad en la misma que permite tener una desviación estándar de

0.606% y con varianza de 0.367, las más bajas comparado con las otras

técnicas.

Con la utilización del Cristal Fondant, también se tuvo una estabilidad en

cuanto al rendimiento cristalino en la templas “C”, las que mantienen un

incremento constante.

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RECOMENDACIONES.

o El Azúcar Refino Molido es recomendable solamente si se asegura el tamaño

final del cristal y la variación mas baja del mismo.

o Se recomienda el azúcar refino molido para reemplazar al semillamiento por

choque.

o El Semillamiento con Cristal Fondant, es recomendable para tener un

estándar del proceso, con baja variabilidad en el mismo y buscar mejoras a

partir de estas, ya que las perturbaciones en cuanto al semillamiento se

habrán disminuido.

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ANEXO 01

SISTEMA DE COCIMIENTO

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