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PROCESO INDUSTRIAL - Centrífugas

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INDICE

INTRODUCCION

La centrifugación es un método mecánico de separación de líquidos no miscibles, o de sólidos y líquidos por la aplicación de una fuerza centrífuga. Esta fuerza puede ser muy grande. Las separaciones que se llevan a cabo lentamente por gravedad pueden acelerarse en gran medida con el empleo de equipo centrífugo. Las centrífugas o bombas centrífugas se usan en diferentes tipos de industrias: industria química, petroquímica, refinerías, industrias alimenticias, farmacéuticas, textil, azucarera, etc.A continuación, haremos una descripción sobre que son las centrífugas, sus tipos y clasificación; además de su participación en la industria azucarera.

OBJETIVOS

Generales:

  • Descripción del proceso de elaboración de azúcar.Detallar la participación de la centrífugas en dicho proceso.

Específicos:

  • Dar a conocer que es una centrífuga.Detallar las clases y tipos de centrífugas.Especificar las partes que compone una centrífuga.Explicar el proceso donde dicho equipo participa.

DEFINICION DEL EQUIPO:

Una centrífuga es un aparato que aplica una fuerza centrífuga sostenida (esto es, una fuerza producida por rotación) para impeler la materia hacia afuera del centro de rotación. Este principio se utiliza para separar partículas en un medio líquido por sedimentación.

Fig. 1 Tipos de separador mecánico

Materiales separados

Separadores

Líquido de líquido

Tanques de sedimentación, ciclones líquidos, decantadores centrífugos, coalescedores.

Gas de líquido

Tanques fijos, deaereadores, rompedores de espumas.

Líquido de gas

Cámaras de sedimentación, ciclones, precipitadores electroestáticos, separadores de choque.

Sólido de líquido

Filtros, filtros centrífugos, clarificadores, espesadores, centrífugas de sedimentación, ciclones líquidos, criba húmeda, separadores magnéticos.

Líquido de sólido

Prensas, extractores centrífugos.

Sólido de gas

Cámaras de sedimentación, filtros de aire, filtros de bolsa, ciclones.

Sólidos de sólidos

Cribas, clasificadores neumáticos y húmedos, clasificadores centrífugos.

La fuerza centrífuga se genera dentro del equipo estacionario mediante la introducción de un fluido con alta velocidad tangencial a una cámara cilindro cónica, formando un vórtice de considerable intensidad. Los ciclones que se basan en este principio extraen gotas líquidas o partículas sólidas de los gases con diámetros hasta de 1 a 2 μm. Unidades más pequeñas, llamadas ciclones líquidos, separan las partículas sólidas de los líquidos.

La alta velocidad que requiere un líquido a la entrada de estos se obtiene con bombas estándar. En los equipos giratorios se genera una fuerza centrífuga mucho mayor que en los equipos estacionarios (tazones o canastas operados en forma mecánica, normalmente de metal, giran en el interior de una carcasa estacionaria). Al rotar un cilindro a alta velocidad, se induce un esfuerzo de tensión considerable en la pared del mismo. Esto limita la fuerza centrífuga, que puede generarse en una unidad de tamaño y material de construcción dados. Por lo tanto, solamente pueden desarrollarse fuerzas muy intensas en centrífugas pequeñas.La base física de la separación es la acción de la fuerza centrífuga sobre las partículas en rotación, que aumenta con el radio del campo rotacional y con la velocidad de rotación. La velocidad de sedimentación se determina por la densidad de las partículas. Las partículas densas sedimentan primero, seguida de las partículas más ligeras. En función de las condiciones existentes, las partículas muy ligeras pueden incluso permanecer en suspensión. La fuerza centrífuga relativa guarda relación con el número de revoluciones del rotor por minuto conforme a la fórmula: FCR = 1,118 x 10-6 x r x n2en donde FCR = fuerza centrífuga relativa (g) r = radio en milímetros desde el pivote de la centrifugadora hasta la punta del punto, y n = número de revoluciones por minuto

HISTORIA DEL EQUIPO

La invención de la máquina centrífuga que purga masa cocidas azucareras ha sido atribuida a Schotter en 1848 y a Dubrunfaut, pero las autoridades en esta materia están de acuerdo en que fue David Weston quien obtuvo la patente de la centrífuga suspendida en 1852 y la introdujo al trabajo práctico azucarero en Hawai, en 1867. Hasta bien entrado el siglo actual, al tipo de máquina centrífuga que está en uso general en la actualidad se le llamaba centrífuga Weston. Fué para trabajo azucarero que se desarrollaron equipos de filtración de varios tipos, entre ellos el filtro Taylor de bolsas, de hace más de 100 años; el filtro prensa, fue sugerido por Howard alrededor de 1820, pero fue introducido con éxito por Needham en 1853; y los filtros modernos de láminas, tales como los Kelley, Sweetland y Vallez, fueron introducidos de 1910 a 1920.

DESCRIPCION DEL EQUIPO:

La centrífuga utilizada en la industria azucarera consiste en una canasta cilíndrica y de las mallas. El canasto cilíndrico de la centrífuga, que está suspendido de una flecha o "huso" tiene sus costados perforados y forrados de tela metálica; entre el forro y el costado hay láminas de metal que contienen de 400 a 600 perforaciones por pulgada cuadrada (62 a 93 perforaciones por cm2)

La canasta: está diseñada para recibir la masa cocida por tratar y colocada en un eje vertical en cuyo extremo superior se encuentra el motor o la toma de fuerza que mueve a la máquina. La canasta está perforada con numerosos orificios que permiten el paso de las mieles, los cuales son de 7 mm de diámetro y están separados aproximadamente 22 mm entre centros; además está provista de anillos circulares que resisten la fuerza centrífuga; la canasta esta guarnecida con una malla de metal que retiene el azúcar y deja pasar las mieles. Las canastas se construyen de mayor o menor grueso, de acuerdo con la fuerza centrífuga a la que estarán sujetas. Las que recibirán las tensiones mayores se fabrican de acero al cromo-cobre y los aros algunas veces de acero niquelado.La canasta está abierta en su parte superior para permitir la alimentación de la masa cocida y en el fondo para descargar el azúcar cuando la máquina se detiene. Cuando la máquina esta trabajando, es decir, durante la carga y secado, esta ultima salida permanece cerrada por un cono de lámina delgado. La canasta está fija al eje por un cubo que ocupa la abertura del fondo, pero que deja espacio suficiente para la descarga del azúcar.

La canasta está rodeada por una envoltura para recibir las mieles y para proteger al operador de las partes móviles. Esta envoltura tiene una abertura en la parte superior que corresponde con la de la canasta y que puede cerrarse por medio de dos medias tapas de charnela provistas con una perforación a través de la cual pasa el eje. En general, se emplean varias centrífugas formando una batería y distribuidas en una línea.

Las mallas: la amplitud del esparcimiento no permite que la canasta esté guarnecida por una simple lámina perforada o una simple malla perforada o una simple malla: la mayor parte de las perforaciones caerían sobre la pared lisa de la canasta y no dejarían escapar las mieles. Por esta razón la canasta generalmente se provee de dos guarniciones diferentes:

  1. Una malla de sostén que es una tela metálica ordinaria de alambre de bronce o de cobre de 1 a 1.5 mm de diámetro, con aberturas de 5 a 10 mm que sirve para separar la malla propiamente dicha de la pared de la canasta.La malla propiamente dicha, diseñada para retener los cristales y que puede ser:

TIPOS DE CENTRIFUGAS

Existen 2 grandes tipos de centrífugas:

  1. Sedimentadores Filtros

1) CENTRÍFUGA DE SEDIMENTACIÓN:

Esta contiene un cilindro o un cono de pared sólida que gira alrededor de un eje horizontal o vertical. Por fuerza centrífuga, una capa anular de líquido de espesor fijo se sostiene contra la pared. A causa de que esta fuerza es bastante grande comparada con la de la gravedad, la superficie del líquido se encuentra esencialmente paralela al eje de rotación, independientemente de la orientación de la unidad. Las fases densas "se hunden" hacia fuera y las fases menos densas se levantan hacia dentro. Las partículas pesadas se acumulan sobre la pared y deben retirarse continua y periódicamente.

2) CENTRÍFUGAS DE FILTRO:

Estas operan como el tambor de rotación de una lavadora doméstica. La pared de la canasta está perforada y cubierta con un medio filtrante, como una tela o una rejilla fina, el líquido pasa a través de la pared impelido por la fuerza centrífuga dejando una torta de sólidos sobre el medio filtrante. La rapidez de filtración se incrementa con esta fuerza y con la permeabilidad de la torta sólida. Algunos sólidos compresibles no se filtran bien en una centrífuga a causa de la deformación que sufren las partículas por la acción de la fuerza centrífuga, por lo que la permeabilidad de la torta se ve reducida considerablemente. La cantidad de líquido que se adhiere a los sólidos después que éstos se han centrifugado depende también de la fuerza centrífuga aplicada; en general, el líquido retenido es considerablemente menor que el que queda en la torta que producen otros tipos de filtros.

CLASIFICACION

Dependiendo del mecanismo utilizado para realizar su trabajo, las centrífugas se clasifican en :

1) CENTRÍFUGAS HIDRAULICAS

Para este tipo de centrífuga es necesario un litro de agua por segundo para un H.P. Cuando la presión se aplica con una bomba centrífuga, ésta tiene generalmente, un rendimiento propio de 0.65 a 0.80. Las bombas bien construidas, llegan fácilmente a 0.75.

Ventajas:

  1. Su conservación es simple; las piezas que más se desgastan son las boquillas, que se reemplazan fácilmente.En algunos países se ha llegado a hacerlas girar muy rápidamente, aumentando la presión del agua y la potencia de las bombas.

Desventajas:

  1. Tienen un alto consumo de potencia por el bajo rendimiento de la rueda Pelton.El problema anterior se acentúa más si se les hace trabajar con compresores de acción directa, que consumen de 35 a 40-Kg. por H.P.Su arranque es relativamente lento.Este tipo de centrífuga tiende a desaparecer, por no corresponder a las exigencias de la industria azucarera moderna.

2) CENTRÍFUGAS DE BANDA

Este tipo de centrífugas se reúne en baterías movidas por un eje longitudinal común que, a su vez, es mandado por un motor. Los ejes de las centrífugas son verticales y por lo tanto, la transmisión necesita poleas locas para el regreso de la banda. El eje longitudinal gira comúnmente a una velocidad de aproximadamente un tercio de la de las máquinas. El cálculo de las centrífugas de banda, se hace a partir del par y de la aceleración angular, pudiendo considerarse ésta como constante durante el período de arranque.

Ventajas:

  1. Son las baratas de instalar.Son simples y su conservación es fácil.Causan al motor pocas cargas intempestivas y dar una marcha suave y regular.

Desventajas:

  1. El desgaste de las bandas es considerableLas necesidades de potencia sin ser tan altas como las de las centrífugas hidráulicas, son mayores que las de las centrífugas con mando eléctrico directo.Han perdido terreno en favor de las centrífugas con mando eléctrico.

3) CENTRÍFUGAS DE MANDO ELECTRICO

Estas máquinas se manejan con un motor eléctrico vertical, cuyo eje es continuación del eje de la centrífuga. El mando de la máquina se efectúa por medio de un embrague de fricción consistente en dos zapatas de material flexible provistas de dos balatas de fricción y convenientemente cargado. Las zapatas están fijas al eje del motor y giran dentro de un tambor que a su vez está fijo al eje de la centrífuga, resbalan al principio, arrastrando la centrífuga que gira más y más rápidamente y al fin de determinado tiempo las zapatas se adhieren completamente. La rapidez de aceleración puede modificarse considerablemente, modificando el peso de carga de las zapatas o cambiando el grueso de la banda flexible de que están hechas.

Ventajas:

  1. Cada máquina centrífuga es independiente, es decir, forma una unidad separada.Por esta ventaja se economizan correas y tuberías.Si algún motor se descompone, sólo se para una máquina y ésta es una ventaja contra la pérdida de tiempo.El motor individual es el arreglo que permite las más altas capacidades, la mejor calidad del azúcar y el uso más completo del equipo.Necesidades de mano de obra son mínimas.La conservación es simple; las descomposturas, las paradas y las reparaciones de los motores, son raras.

Desventajas:

  1. Este tipo de centrífugas son bastante caras.Su motor disminuye el factor potencia.

Dependiendo de si la velocidad de trabajo es constante o no, las centrífugas se clasifican en:

1) Centrífugas baches

2) Centrífugas continuas

1) CENTRÍFUGAS BACHES

Las partes más importantes de este tipo de centrífugas son:

1- Canasto: también llamado "drum". La porción cilíndrica esta perforada con hoyos de 1/8" – ¼" . La parte superior tiene un labio sólido el cual fija el espesor de la masa, normalmente oscila entre 7 y 10 pulgadas. La parte inferior es sólida con hoyos para descargar el azúcar, este hoyo puede tener una válvula para cierre durante el ciclo.2- Tumbador: es un mecanismo de descarga que actúa neumáticamente que posee una cuchilla que raspa el azúcar en el canasto.3- Eje: el canasto se une al eje central en el fondo. El eje conecta el canasto con el motor.4- Bearing: Toda la parte rotativa esta soportada sobre los bearings.5- Switch6- Envolvente7- Cedazos

Ventajas:

  1. Ofrece un buen lavado de la masa cocida.No ofrece rotura de cristales.Produce azúcar de baja humedad.Bajo consumo de energía.

Desventajas:

  1. Requerimientos de mantenimiento considerables.Costo de operación y capital altos.

2) CENTRÍFUGAS CONTINUAS:

Este tipo de centrífuga gira a velocidad constante, por tal razón usa menos controles. Esto hace que el costo de mantenimiento sea menor. El canasto es cónico con ángulos entre 30 y 34 grados. Este ángulo permite al cristal de azúcar subir y ser descargado en la parte superior del canasto debido a la fuerza centrífuga. La alimentación debe colocar el flujo de masa en el centro del canasto y producir una capa uniforme en la parte inferior del canasto.Los cedazos son similares a los de las centrífugas bache pero tienen las siguientes diferencias:

  • El cedazo debe estar fijo al canasto.El tamaño de los hoyos es diferente.El cedazo continuo sufre desgaste producido por el azúcar y debe ser cambiado periódicamente.

Debido a que el azúcar sube a través del screen, los cristales se rompen produciendo cristales de diferentes tamaños.

Ventajas:

  1. Bajo requerimiento de personal para su manejo.Poca necesidad de mantenimiento.Bajo costo de capital y operacional.

Desventajas:

  1. Alto consumo de energía eléctrica.Pobre lavado de masa cocida.Alta rotura de cristales.

Dependiendo de sí la centrífuga o su parte giratoria tenga una pared sólida, una pared perforada o una combinación de ambas, estas se clasifican en:

  1. Tipo botellaTubularesTipo discoTipo vacuum

1) CENTRÍFUGA TIPO BOTELLA:

Es un separador tipo lote, el cual es usado primordialmente para investigaciones, pruebas o controles. La separación toma lugar en un tubo de ensayo o en un envase tipo botella, el cual es simétricamente montado en una vara vertical. La vara de una centrífuga de este tipo esta usualmente dirigida por un motor eléctrico, turbo-gas, o por un mecanismo de tren dirigido manualmente localizado encima o debajo del rotor. En la mayoría de los casos, las botellas son sostenidas por envases de metal bastante fuertes, de tal modo que su eje sea perpendicular al eje de rotación, y algunas centrífugas tipo botella, los tubos de ensayo o botellas están inclinadas a un ángulo de 37° al eje de rotación, a fin de reducir la distancia a la que el material debe ser colocado.Este tipo de centrífugas es un equipo estándar para la mayoría de los laboratorios biológicos, químicos o médicos. Son usados para separar materiales sólidos en suspensión o para clarificar líquidos cuando las precipitaciones no suceden en un tiempo razonable en el campo gravitatorio.

P2) CENTRÍFUGAS TUBULARES:

Las centrífugas tubulares son usadas mayormente para la separación continua de líquidos de otros líquidos o de partículas muy finas de líquidos. En general, son usadas cuando se requieren altos requerimientos de centrifugación. El tazón rotatorio de una centrífuga tubular consiste en un largo tubo hueco.Para separación continua, el material a centrifugar es introducido en el extremo cerca del eje. En muchos casos la separación no es completa y se debe pasar el material varias veces a la máquina. Estas centrífugas son movidas por un motor de alta velocidad o una turbina de aire o vapor. La sedimentación toma lugar como un fluido que fluye desde un extremo del tubo al otro. Cuando el material consiste en pequeñas partículas o moléculas y la concentración es muy baja, el material sólido es usualmente dejado depositarse en la pared. En este caso, la maquina es operada como una centrífuga por lote.Las centrífugas tubulares se usan en un sinnúmero de aplicaciones, tales como: purificación de vacunas ( vacunas no centrifugadas contienen gran cantidad de materiales no esenciales y dañinos; purificación de aceites de lubricación e industriales; clarificación y purificación de productos alimenticios tales como aceites esenciales, extractos y jugos de fruta; separación de líquidos inmiscibles que no pueden ser separados por gravedad.

3) CENTRÍFUGAS TIPO DISCO:

Consiste en una pila de discos delgados en forma de conos. La sedimentación toma lugar en dirección radial en el espacio entre los conos adyacentes. La centrífuga tipo disco usualmente opera en forma continua. Estas centrífugas son usadas para separación de líquidos en los cuales el sólido o componentes inmiscibles que están en bajas concentraciones. Son usadas para la purificación de aceites combustibles, para el aprovechamiento de aceites usados de motores, y para refinación de aceites vegetales.

4) CENTRÍFUGAS TIPO CANASTA:

Estas centrífugas son llamadas a menudo "centrífugas filtro o clarificadores". Tienen una pared perforada y un rotor tubular cilíndrico. En la mayoría de los casos para pared externa la centrífuga consiste en una fina malla metálica o una serie de mallas soportadas por una pesada malla gruesa, la cual a su vez es soportada por un plato.El líquido pasa a través de la malla, y las partículas muy largas se depositan en esta. Estas centrífugas son empleadas en la manufactura de caña de azúcar, en el secado de ropa en lavadoras caseras y en el lavado y secado de diferentes tipos de cristales y materiales fibrosos.

5) CENTRÍFUGAS TIPO VACUUM:

En estas centrífugas, el rotor gira en aire o algún otro gas a presión atmosférica. La fricción gaseosa en el rotor giratorio aumenta a un promedio relativamente alto, tal así que la energía requerida por el motor aumenta también. Esto da como resultado que la temperatura del rotor aumenta drásticamente, algunas veces excediendo el punto de ebullición del agua. Estas centrífugas pueden ser usadas para la determinación de pesos moleculares de prácticamente todas las sustancias en solución. En centrífugas modernas, los conductores de aire han sido reemplazados por conductores con motores eléctricos más eficientes. Las centrífugas tipo vacuum son utilizadas para purificar muchos materiales biológicos que no pueden ser fácilmente separados por otros métodos.

ESQUEMA DEL EQUIPO

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL EQUIPO

El operador arranca la máquina y carga la canasta, es decir, introduce la cantidad deseada de masa cocida. La fuerza centrífuga hace que la masa cocida suba por la pared exterior de la canasta y, mientras que la malla detiene al azúcar, expulsa el licor madre. Este escurre hacia la envoltura y se recoge del fondo de ella dirigiéndose a un canal que va en la parte trasera inferior y a lo largo de la batería. Las dimensiones de las centrífugas se caracterizan por dos medidas principales:

  1. El diámetro interior de la canastaLa altura interior de la canasta.

Un factor tan importante como las dimensiones, desde el punto de vista de la capacidad de las centrífugas, es la velocidad. La velocidad y el diámetro son los factores que determinan la fuerza centrífuga, es decir, la fuerza necesaria para eliminar las mieles durante la centrifugación.Si se considera una centrífuga de un diámetro dado y se varía su velocidad, se obtendrá un secado más rápido y más completo a medida que la fuerza centrífuga, y por lo tanto la velocidad de rotación, sea mayor. En otras palabras, si una centrífuga trabaja a una velocidad más alta que otra, ambas idénticas y centrifugando la misma masa cocida, la máquina que trabaja a una velocidad mayor terminará su secado antes que la otra.No debe suponerse que la marcha a la velocidad de operación es el único factor importante en el curso de la centrifugación. Las otras fases del proceso ocupan una parte sustancial del ciclo de operación, que es mayor en masas cocidas de alta pureza que en masas cocidas de baja pureza y es notablemente más alto en los ciclos más rápidos.Los factores que influyen en el tiempo de la centrifugación son:

  • La viscosidad de las mieles, es decir, de su temperatura, densidad y purezaEl tamaño y la regularidad de los cristales.La rapidez de aceleración de la máquina, es decir, el tiempo necesario para alcanzar la velocidad de operación.La fuerza centrífuga desarrollada por la centrífuga en su velocidad de operación.

La capacidad de trabajo o la producción de azúcar de una centrífuga, depende de dos factores principales:

  1. el contenido de la canasta en volumen de masa cocida: la cual puede expresarse en volumen de masa cocida o en peso de azúcar. El volumen de masa cocida depende principalmente del: área de la tela de la centrífuga y del grueso de la capa de masa cocida.
  2. La duración del ciclo: de los factores que dependen de la características de la máquina son:
  • La fuerza centrífuga desarrollada a la velocidad de operación.La velocidad de la aceleración, y en menor medida:La rapidez de freno y de descarga.

En las centrífugas hay dos potencias que deben considerarse:

  1. La potencia del arranque o potencia necesaria durante el período de aceleración.Potencia durante la operación.

Esta última es evidentemente mucho menor que la primera, porque corresponde únicamente al mantenimiento de la velocidad, mientras que la potencia para el arranque corresponde al gasto de energía necesaria para llevar a la centrífuga de la inmovilidad a la velocidad de operación, confiriéndole así una fuerza cinética considerable.

PROCESO DONDE PARTICIPA EL EQUIPO

En las masas cocidas de alta pureza, el azúcar en la centrífuga se lava con agua y luego con vapor, o con vapor únicamente. La doble purga es un procedimiento para la separación del azúcar, que sólo se usa en la fabricación del azúcar blanco. Consiste primero en purgar la masa cocida en una batería de centrífugas, sin lavarla. Las mieles que se obtienen son entonces "pobres" o "pesadas". El azúcar se descarga en un mezclador localizado bajo éstas, en donde se mezcla con mieles de alta pureza para formar una masa cocida. De aquí se manda al mezclador distribuidor de una segunda batería de centrífugas llamadas "de afinado", en donde se purga y se lava con agua y vapor. Las mieles obtenidas son "ricas" o "ligeras".Para que la centrífuga pueda realizar un buen trabajo depende de:

  • La uniformidad del tamaño del grano.Viscosidad del licor madre.

Cuando el grano no es uniforme, la centrifugación puede ser muy difícil. En este caso, y si la máquina lo permite, la aceleración debe hacerse lenta y gradual.Algunas centrífugas disponen de descarga automática, las cuales están abiertas en el fondo de la canasta y provistas de:

  • Un disco diseñado para recibir la masa cocida y distribuirla en el interior de la canasta: sin este disco, la masa cocida caerá directamente, a través de la canasta al conductor de azúcar.Un fondo de pendiente notablemente mayor que la pendiente de las centrífugas de descarga a mano. Este generalmente tiene:

- para altas purezas 45º- para bajas purezas 60ºEn las centrífugas automáticas la descarga del azúcar se asegura por un dispositivo especial o "arado".

DESCRIPCION DEL PROCESO

La recepción de las cañas para la fábrica se hace directamente en la báscula del batey o en básculas anexas que sirven ciertos puntos importantes o alejados de la zona de aprovisionamiento del Ingenio. El transporte se asegura por vías férreas o por camiones o tractores con remolques.Desde el punto de vista de la manutención, las cañas que llegan a la fábrica se pueden dividir en 2 clases:

  1. Las cañas que se trasportan por medios mecánicos: (remolques, camiones y vagones de ferrocarril). Los cuales llegan generalmente en paquetes, amarrados con 3 cadenas y los cuales son descargados por medio de grúas.Las cañas que se transportan por carretas. Se reserva generalmente a las carretas la descarga directa en el conductor de cañas.

La caña que es descargada de los camiones o carretas es llevada por medio de las mesas alimentadoras hacia el conductor de caña, el cual es el tablero movedizo que lleva la caña a la fábrica y que asegura la alimentación de los molinos transportándola del patio a la desmenuzadora.Algunas fabricas hacen el uso de cuchillas para poder alimentar regularmente a la desmenuzadora. El trabajo de estas es convertir a las cañas enteras en un material formado por pedazos cortos y pequeños. Las cuchillas cañeras ejecutan dos funciones y tienen dos ventajas:

  1. Favorecen la capacidad de los molinos transformando la caña en una masa compacta y homogénea.Mejoran la extracción de los molinos rompiendo la corteza de la caña y facilitando así su desintegración y la extracción del jugo.

Antes de la caña pasar por la desmenuzadora, pasa por un electroimán el cual atrae y retiene los pedazos de metal que pasan por su campo magnético. Dicho electroimán o separador magnético esta instalado sobre todo el ancho del conductor que va a la desmenuzadora.La desmenuzadora es la primera máquina con presión entre sus cilindros, que encuentra la caña al llegar a los molinos y tiene 2 funciones:

  • Asegura la alimentación de toda la batería.Prepara la caña, facilitando la toma de ésta por los molinos y la extracción en ellos.

Luego de la desmenuzadora, la caña pasa a la desfibradora, el cual es un aparato que se emplea para completar la preparación y la desintegración de la caña y facilitar así la extracción del jugo por los molinos. Su nombre indica la acción que desarrolla: corta en pedazos pequeños, desfibra.Después de pasar por la desfibradora, la siguiente máquina son los molinos; los cuales se comunican uno al otro, por medio de los conductores intermedios, que son cadenas que llevan el bagazo de la salida de un molino a la entrada del siguiente. El bagazo que sale del último molino debe distribuirse en los hornos de las calderas. Para este fin, se eleva por un elevador de bagazo, que lo tira sobre un conductor horizontal para distribuirlo a lo largo de los hornos de las calderas.Al obtenerse el jugo, este pasará por el proceso de defecación, el cual es el único tratamiento que se practica universalmente. Se aplica cal al jugo, y la calidad de esta es importante; deben evitarse, sobre todo, cales que contengan más del 2% de MgO o de óxido de hierro o de aluminio. La purificación es, sobre todo, física. Se forma un precipitado fácil de observar en la probeta debido, sobre todo, a materiales coagulados. Este precipitado arrastra las impurezas físicas al envolverlas.Luego, se procede a clarificar el jugo por acción del ácido fosfórico. Este ácido se le agrega al jugo, precipita una parte de los coloides y de las materias colorantes que contiene. El jugo se pasa luego a los decantadores, los cuales son simples tanques rectangulares en los cuales se deja reposar el jugo el tiempo necesario.En el curso del tratamiento de jugo, es necesario calentarlo por lo menos una vez; por lo que es necesario contar con un cambiador de calor entre el vapor de escape (o de los evaporadores) y el jugo: estos aparatos son los calentadores. El jugo circula dentro de los tubos y el vapor alrededor de ellos. Mamparas apropiadas obligan al jugo a pasar un cierto número de veces de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba.La filtración, proceso siguiente, es una operación a veces delicada y difícil de manejar. Para poder hacerla, con las mejores probabilidades de éxito, es necesario observar ciertas reglas:

  • Temperatura: es conveniente filtrar a alta temperatura, pues la viscosidad decrece a medida que la temperatura aumenta.Reacción: los jugos alcalinos filtran mejor que los ácidos o neutros, por lo que se agrega cal a las cachazas antes de enviarlas a la filtración.

La purificación del jugo produce un jugo claro. Este jugo es azúcar disuelto en agua junto con ciertas impurezas. Cuando se ha quitado ya la mayor cantidad posible de estas impurezas queda por eliminar el agua. Este es el objeto de la evaporación, la cual se lleva a cabo en los evaporadores.Cuando el jugo se concentra, su viscosidad aumenta rápidamente y al llegar a los 77-80º, comienzan a aparecer cristales, modificándose la naturaleza del material al pasar progresivamente del estado líquido a una condición en parte sólida y en parte líquida. El material pierde su fluidez progresivamente, de manera que es necesario emplear métodos diferentes para manejarlo. En estas condiciones, el material recibe el nombre de "masa cocida".Por esta razón, es necesario hacer los siguientes cambios:

  • Llevar a cabo la evaporación, en un solo efecto:Emplear un tipo de equipo similar, en principio, al evaporador, pero mejor adaptado para mejorar el producto viscoso que debe concentrar.

Dichos equipos son llamados "Tachos", y aquí se lleva a cabo el procedimiento llamado "cocimiento".El trabajo del tachero es ciertamente el más importante de los trabajos de la fábrica. Aunque tiende a ser más y más simplificado y es posible controlarlo con instrumentos, el cocimiento del azúcar es evidentemente una cuestión de destreza y la destreza y la habilidad del tachero tienen una influencia decisiva en la calidad y en el rendimiento del azúcar. El desarrollo de una templa comprende cuatro fases principales:

  1. ConcentraciónCristalizaciónCrecimiento del granoCerrado de la masa cocida

Cuando la masa cocida sale del tacho está a una sobresaturación alta. Si se le permite reposar, el azúcar que contiene aún el licor madre sigue depositándose sobre los cristales, sin embargo, esta masa cocida es muy densa y el licor madre es muy viscoso. La cristalización cesará rápidamente si la masa cocida queda sin movimiento; la cristalización es entonces un proceso que consiste en mezclar la masa cocida por cierto tiempo después de caer del tacho y antes de pasar a las centrífugas y que tiene como finalidad completar la formación de los cristales y forzar un agotamiento más completo del licor madre.Después de la cristalización, las masas cocidas son depositadas en las centrífugas donde son lavadas, ya sea con agua o con vapor, según el caso lo amerite, y es obtenido el azúcar en la forma comercial. La masa cocida es separada en: el azúcar y las mieles o melazas.

Todavía el azúcar que sale de las centrífugas tiene una humedad entre el 0.5 y el 2%. Esta humedad disminuye la calidad de conservación del azúcar cuando pasa de cierto límite y particularmente cuando sube del 1%. El secador de azúcar se compone de un elevador de azúcar; un secador rotativo, que sirve al mismo tiempo como enfriador en su parte inferior, un calentador de aire, un ventilador, un ciclón, un separador de polvo, una chimenea, un segundo elevador, una tolva y una báscula automática. De aquí el azúcar es enviado a su almacenamiento para su futura entrega.

PARAMETROS DE CONTROL DEL EQUIPO

Las telas de la centrífuga deben limpiarse con vapor, por lo menos una vez al día, para remover los cristales que se alojan en las perforaciones. Los constructores proporcionan con la centrífuga un tubo pequeño especial para este fin.Algunas veces la tela de las centrífugas se rompe o se desgarra. Este accidente se nota por la presencia de cristales en las mieles, las que deben revisarse frecuentemente, por este motivo: los cristales se sienten entre los dedos. La tela desgarrada debe repararse o reemplazarse inmediatamente.La fuga de cristales puede deberse también a un espacio excesivo (mayor de 0.8 mm.) Entre la tela y la parte superior de la canasta, o a defectos en la canasta o en la tela.Algunas casas fabrican anillos "retenedores" o ‘bandas" diseñadas para evitar este accidente y para hacer que la centrífuga no permita la fuga de cristales. La disminución de pureza de las mieles con el uso de estos dispositivos es en ocasiones notable.

CONCLUSIÓN

Las centrífugas participan en la parte final de la elaboración del azúcar, pero de ella depende de que tan buena calidad resulte el producto. En el lavado se puede disolver mucha azúcar, por lo que este proceso requiere de mucha atención. Además, de que si al retirar el azúcar de las centrífugas con un alto porciento de humedad, el producto podría echarse a perder durante el tiempo de almacenamiento.En dado caso que el azúcar no resulte de la calidad esperada, se procede a una segunda purga en las centrífugas de terceras, ilustradas anteriormente. Una vez el azúcar sale de la centrífuga está prácticamente lista para el consumo.

 

 

Autor:

Ingrid Ramirez


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