Time Urgency

Esta etapa se cumple en los cristalizadores donde la masa se enfría lentamente con lo que aumenta de la misma manera la sobresaturación y esto hace que se deposite más azúcar sobre los cristales.

Esto es muy importante en los cocimientos B y B especialmente. En los A como la viscosidad es menor, este enfriamiento es corto y se centrifuga la masa rápidamente, pues si no se corre el peligro de que la sobresaturación aumente mucho y se forme grano falso, al mismo tiempo que puede decantar la masa. Por este hecho es que el cristalizador A es un eje con un revolvedor solamente.

En la figura 26 se puede ver el croquis de un cristalizador típico utilizado para masas cocidas A, y en algunos casos para B.

Fig. 26: Cristalizador – mezclador BMA.

En un depósito en forma de U provisto de un eje con cinta en espiral que cumple la función de mezclar. En los cristalizadores B se usan los mezcladores – enfriadores, aunque en muchos casos no se ha visto la necesidad de enfriar artificialmente en B, en esa situación se usan cristalizadores del tipo de la figura 26. En los cristalizadores C, sí que funcionan los mezcladores – enfriadores, para enfriar artificialmente la masa y conseguir el máximo agotamiento.

3.9.2.6.5.1

Tratamiento de cocimiento C

Es importante destacar en forma especial el tratamiento que se hace a la masa C, con el objeto de agotar al máximo la melaza que resultará de ella.

La MC se baja del tacho de cocción con una concentración r = 94 a 95%. De inmediato se le agrega una cantidad de agua determinada a priori para bajar su viscosidad, y así obtener la concentración adecuada al final del proceso de cristalización en los cristalizadores, conforme a datos proporcionados por laboratorio. [7]

El hecho de llevar la concentración tan elevada en el tacho tiene objeto de cristalizar en esa etapa la mayor parte de los cristales, dejando para los cristalizadores el trabajo de aumentar el tamaño de los cristales por el depósito sucesivo de azúcar de la miel madre sobre los cristales ya formados. Con el agregado de agua que se hace inmediatamente de bajar el cocimiento, se trata de bajar la viscosidad de la miel o siropo madre, para permitir una mayor cristalización pues de lo contario esta sería muy lenta debido a la alta viscosidad, incrementada por el enfriamiento de la masa. Además, con este agregado de agua y un buen mezclado en el cristalizador – receptor, se consigue eliminar todo el “grano falso” que pudiera haberse formado en el cocimiento. Con este agregado de agua se trata de mantener una sobresaturación de 1,10. Si no se agregara agua la sobresaturación aumentaría aún más y daría una mayor cantidad de grano falso.

La cristalización se realiza mediante el enfriamiento progresivo de la masa cocida en 4 – 6 cristalizadores montados en serie, durante un tiempo que va de las 24 a las 48 horas, considerándose que 36 horas es un tiempo bastante adecuado para lograr el máximo de rendimiento en la cristalización; esto depende del tipo de equipos. La masa pasa de un cristalizador a otro y el agua de enfriamiento que circula por el interior de los segmentos, pasa en contracorriente. La razón de la contracorriente es no producir un descenso demasiado violento de temperatura que produciría falso grano, y poder mantener durante todo el tratamiento una diferencia de temperatura de 10 a 20° C que es la más adecuada. [5]

Por el enfriamiento la sobresaturación sube, ya que la solubilidad del azúcar disminuye bastante (A 80° C la solubilidad del azúcar es 3,703 [kg/kgH2O], en cambio a 40° C es sólo 2.370) por lo que una gran cantidad de azúcar cristaliza con el descenso de la temperatura. Claro que se opone a la cristalización la viscosidad del siropo madre que va aumentando al bajar la temperatura. Para contrarrestar su efecto se agrega el agua al finalizar el cocimiento.

El proceso de cristalización por enfriamiento se lleva a una temperatura tan baja como sea posible (35 – 40° C). A esta temperatura el siropo madre (melaza) está sobresaturado, al igual que durante todo el proceso de cristalización; pero para la centrifugación esta sobresaturación es inútil ya que sólo aumenta la viscosidad de la melaza y retarda su separación, por eso después del enfriamiento final, la masa cocida se vuelve a calentar a 45° C aproximadamente, pasando condensado caliente por los últimos discos del cristalizador y distribuidor sobre centrífugas. Así la melaza queda saturada solamente y su viscosidad disminuye en un 25%.

De acuerdo a la experiencia la centrifugación de una masa cocida de tercer producto (MC) se realiza bien cuando la concentración del siropo madre a 45° C es de r = 84%. Como no es aconsejable un agregado excesivo de agua, porque se produciría una disolución de cristales de azúcar, el laboratorio realiza análisis del siropo madre

del cocimiento para determinar la cantidad exacta de agua por agregar. Pero como el resultado de laboratorio debe esperarse, se agrega en la fábrica de inmediato una cantidad determinada de agua (siempre inferior a la necesaria) y luego con el valor calculado por el laboratorio se agrega la cantidad faltante en los cristalizadores. En los cristalizadores tienen lugar dos procesos: enfriamiento de la masa cocida y crecimiento de los cristales como consecuencia.

Si no hubiese cristalización la sobresaturación subiría considerablemente, pero la cristalización que saca azúcar del siropo madre baja la sobresaturación, lo importante es mantener estas variables en equilibrio, como ya mencionamos para lograr durante todo el proceso una sobresaturación de 1,10.

En ensayos efectuados en el Laboratorio de Investigaciones de IANSA [8] se determina la curva de pureza versus el tiempo de cristalización, sacando muestras del mismo cocimiento a lo largo de los 6 cristalizadores C y además en el distribuidor sobre centrífugas. En la figura 27 se puede ver el resultado del ensayo, en donde además se indica la temperatura alcanzada en el lugar del muestreo

Los cristalizadores enfriadores más usados son los tipos Werkspoor que se construyen en muchas fábricas de equipos azucareros. En la figura 28 se muestra esquemáticamente uno de ellos.

Fig. 28: Cristalizador enfriador tipo Werkspoor.

Es importante hacer notar que por los discos rotantes se hace circular el agua de enfriamiento, y en la última parte agua caliente. Algunos diseños más recientes usan elementos estacionarios de enfriamiento a lo largo, con elementos rotantes sólo para conseguir un buen mezclado y su temperatura.