método de purificación (o tratamiento) del jugo mixto a la sulfitación alcalina en caliente.
3.3 “DISEÑO DEL PROCESO SELECCIONADO” (Chero, 2014)
3.3.1 DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL PROCESO DE OBTENCIÓN DE AZÚCAR BLANCO DIRECTO A PARTIR DE LA CAÑA DE AZÚCAR, POR SULFITACIÓN ALCALINA EN CALIENTE DEL JUGO MEZCLADO
La caña de azúcar es cosechada “en verde en los campos de cultivo y transportada en remolques cañeros hacia el ingenio (fábrica). Es pesada y descargada, empleando una grúa tipo hilo, a la mesa alimentadora (MA-01); donde es lavada con agua a presión y llevada hacia el conductor de caña (CC- 01). Durante su recorrido sobre el conductor la caña es preparada mecánicamente por acción de los niveladores (NC-01) y las cuchillas cañeras (CH-01). El conductor descarga el colchón de caña cortada a un desfibrador (DF-01), el cual desgarra los pedazos de caña convirtiéndolos en tiras, sin extraer jugo alguno. La caña desfibrada es alimentada a la batería de molinos (BM-01), quién se encarga de extraer (95% extracción % azúcar en caña) el jugo que esta contiene (para ello se hace uso de la compresión de las mazas y la imbibición compuesta). El jugo extraído es denominado jugo mixto crudo y es transportado por una bomba inatascable (B-01) hacia un tamizador (TZ- 01), el cual separa el bagazo suspendido (reciclándolo hacia el primer molino) del jugo mixto. Este jugo, con una temperatura aproximada de 33°C, es alimentado hacia un tanque de suministro (TK-05), luego pesado en otro tanque (TK-06) y descargado hacia un tanque de recepción (TK-07). En paralelo; el 10% del jugo mixto extraído es mezclado con lechada de cal (10 °Bé) en un tanque (TK-04) para formar sacarato de calcio (16.5 °Bx y 34.3°C aprox.).
La lechada de cal se obtiene disolviendo cal hidratada (97% de pureza) en agua condensada caliente (80.2°C) en un tanque mezclador (TK-03). Esta solución tiene 15°Bé de concentración y es sometida a una operación de clasificación húmeda (CS-01) con el objetivo de remover un 90% de sus impurezas insolubles (óxidos, sales de magnesio, etc.). La lechada clasificada es ajustada a una concentración final de 10°Bé (TK-01), mantenida en constante agitación y distribuida a la fábrica. El volumen de lechada preparada es el correspondiente a 20 horas de operación en planta.
El 90% del jugo mixto es calentado (C-01) a 56.7°C y mezclado (TK-08) con el sacarato de calcio obtenido. La corriente resultante se hace pasar por un mezclador estático (MX-01) y se alimenta a la columna de sulfitación (SL-01). En esta torre tiene lugar la reacción (99% de conversión) del anhídrido sulfuroso (SO2, alimentado por el fondo) con el hidróxido de calcio del sacarato
(Ca(OH)2), para obtener un precipitado blanco de sulfito de calcio (CaSO3)
que arrastra las sustancias colorantes, coloides, material insoluble y en suspensión; y demás impurezas que se encuentran contenidas en el jugo mixto; lográndose con ello una importante remoción de color, turbidez y no solubles que permitirá obtener un azúcar blanco de alta polarización y calidad (VHP). Por el tope de la columna escapa una mezcla de gases compuestas de SO2 (1% que no reaccionó), N2 y O2.
El dióxido de azufre (SO2) se obtiene a partir de la reacción de combustión
(60% conversión) del azufre S8 con un exceso de aire (150%). Esto acontece
en un horno rotativo (HQ-01) el cual se encuentra comunicado a una cámara de combustión (CC-01) y una torre de enfriamiento. En esta última, el gas de salida (una mezcla de SO2, O2 y N2 a 250°C) es enfriado hasta los 150°C para
evitar la formación perjudicial del anhídrido sulfúrico (SO3).
El jugo sulfitado (17 °Bx y 54.3°C) que abandona la torre es calentado (C-02) hasta 104°C y bombeado (B-06) a un tanque flash (TK-10) (previamente floculado con una solución al 1%) en donde se le reduce la velocidad lineal,
se estabiliza su temperatura (101°C) y se arrastran las burbujas de aire ocluidas en su medio.
El jugo “flasheado” ingresa tangencialmente al clarificador continuo (CL-01); obteniéndose de él, jugo claro (17 °Bx y 96.5°C) y lodo (17.9 °Bx y 96.5°C). El lodo, con ayuda de una bomba de diafragma (B-07), es enviado a la estación de filtración donde se mezcla (MX-02) con lechada de cal y bagacillo. Esta mezcla es descargada a un tanque coagulador (CG-01) en donde se flocula y posteriormente se alimenta a un filtro rotatorio continuo al vacío (F-01). Del filtro se obtienen dos corrientes; la torta, que contiene 0.6% en pol (empleada como fertilizante en los campos de cultivo de caña); y el jugo filtrado (12 °Bx y 86.1°C), que es mezclado en un tanque (TK-12) con el jugo claro para formar el jugo clarificado (16.4 °Bx y 95°C).
El jugo clarificado es bombeado (B-09) hacia el precalentador (PC-01), calentándose hasta los 115°C, para luego ser alimentado al quíntuple efecto con tomas de vapor y circulación de condensados (conformado por cinco evaporadores de calandria; EV-01, EV-02, EV-03, EV-04 y EV-05; y tres cámaras de evaporación súbita; CES-01, CES-02 y CES-03). A la salida del último cuerpo (EV-05) se obtiene una solución concentrada de sacarosa llamada jarabe (68.8 °Bx y 56°C), la cual se almacena y mezcla (TK-17) con el refundido de azúcar “C” (70 °Bx y 70°C) y el agua dulce de proceso (36.5 °Bx y 65.9°C); y una corriente de vapor (vacío, 26 inHg) que es enviada a un condensador barométrico (CB-01) de contacto directo.
El jarabe (mezcla) elaborado es alimentado junto con magma “B” (mezcla de azúcar “B” y agua a 90 °Bx y 50.2°C) al tacho al vacío “A” (TV-01, 26 inHg y 51.5°C) en donde se concentra (cocimiento) y obtiene una mezcla de cristales y miel denominada masa cocida “A” (95 °Bx y 58°C). El vapor a la salida del tacho es cargado a un condensador barométrico (CB-02) de contacto directo. La masa cocida aún contiene azúcar cristalizable (en la miel), por lo tanto, es descargada hacia un cristalizador (CR-01) en donde se enfría (50°C) para agotar la sacarosa aún en solución (miel). Trascurrida la cristalización por
enfriamiento, la masa es alimentada a una centrífuga batch (CT-01) en donde se separan los cristales de azúcar blanco directo (98.8% pol y 1% humedad) de la miel “A” (66.7 %pureza).
El proceso continúa con la alimentación de miel “A” (70 °Bx y 70°C) al tacho al vacío “B” (TV-02, 26 inHg y 51.5°C) en donde se concentra (cocimiento) y obtiene una mezcla de cristales y miel denominada masa cocida “B” (96 °Bx y 60°C). El vapor a la salida del tacho es cargado a un condensador barométrico (CB-03) de contacto directo. La masa cocida aún contiene azúcar cristalizable (en la miel), por lo tanto, es descargada hacia un cristalizador (CR-02) en donde se enfría (50°C) para agotar la sacarosa aún en solución (miel). Trascurrida la cristalización por enfriamiento, la masa es alimentada a una centrífuga continua (CT-02) en donde se separan la miel “B” (42.5% pureza) de los cristales de azúcar “B” (89.1% pol). Esta última corriente se emplea para preparar el magma “B” (MX-05).
Las mieles “A” y “B” (a 70 °Bx y 70°C) son alimentadas al tacho al vacío “C” (TV-03, 26 inHg y 51.5°C); el cual descarga la masa cocida “C” (el vapor a la salida del tacho es cargado a un condensador barométrico (CB-04) de contacto directo) a un cristalizador (CR-03); en donde se enfría (40°C) para agotar la melaza quién aún contiene sacarosa cristalizable. Posteriormente la masa es recalentada (55°C) en un mezclador (MX-06) y alimentada a una centrífuga continua (CT-03) en donde se separa la miel final, miel pobre o melaza (30% pureza) de los cristales de azúcar “C” (81.7% pol). Esta última corriente se funde (RF-01) y se emplea como alimentación del tacho al vacío “A”.
El azúcar blanco directo es conducido a una tolva de almacenamiento (TLV- 01) con ayuda de un transportador de tornillo sinfín (TSF-01) y un elevador de cangilones (EC-01). Luego es secado hasta obtener un 0.06% de humedad y enfriado a 35°C en un secador-enfriador multitubos (S-01). Con estas condiciones de humedad y temperatura, el azúcar blanco es clasificado en
una zaranda (ZR-01) y la descarga es almacenada en una tolva (TLV-02) a la espera de su pesaje, envasado y despacho comercial.
El polvo de azúcar que se desprendió de la operación de secado es conducido junto con la corriente de aire de salida a un separador centrífugo (SC-01) en donde se descarga una mezcla de agua y polvo; en paralelo con la corriente de gruesos (terrones) proveniente de la zaranda; hacia un tanque fundidor (TK-26) en donde se obtiene el agua dulce de proceso.