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
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.
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:
- 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:
Existen 2 grandes tipos de centrífugas:
- 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.
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:
- 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:
- 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:
- 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:
- 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:
- 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:
- 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:
- Ofrece un buen lavado de la masa cocida.No ofrece
rotura de cristales.Produce azúcar de baja humedad.Bajo
consumo de
energía.
Desventajas:
- 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:
- Bajo requerimiento de personal para su manejo.Poca
necesidad de mantenimiento.Bajo costo de capital y
operacional.
Desventajas:
- 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:
- 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.
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:
- 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:
- 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. - 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:
- 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".
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:
- 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:
- 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:
- 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.
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.
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