Principios de Sulfitación La sulfitación es una práctica de adicionar dióxido de azufre (SO2) a la corriente del jugo del proceso en fábricas de azúcar. Esto se hace por las siguientes razones : 1.- Control de pH en en fábricas de AZUCAR del extracto extracto de la remolacha. 2.- Acción biocida en jugos de remolacha y cana c ana 3.- Decoloración y/o bloqueador de color en jugos de remolacha y cana, con el objetivo de obtener azúcar blanco de determinado color UI.
Principios de Sulfitación La sulfitación es una práctica de adicionar dióxido de azufre (SO2) a la corriente del jugo del proceso en fábricas de azúcar. Esto se hace por las siguientes razones : 1.- Control de pH en en fábricas de AZUCAR del extracto extracto de la remolacha. 2.- Acción biocida en jugos de remolacha y cana c ana 3.- Decoloración y/o bloqueador de color en jugos de remolacha y cana, con el objetivo de obtener azúcar blanco de determinado color UI.
Principios de Sulfitación CONTROL DEL pH. El SO2 en solución forma ácido sulfuroso H2SO3, el cual junto con el ácido sulfúrico que se forma cuando se quema azufre para producir SO2 con el aire y mezclarse con la humedad del mismo, reduce el pH de los jugos azucarados. En el azúcar de remolacha es de beneficio pH menores a 5.0 en el agua de difusión para reducir la extracción de pectinas ayudando el prensado de la pulpa.(eliminación de humedad). En el azúcar de caña, por el contrario, contrario, pH por debajo debajo de 5.0 son favorecedores de inversiones y perdidas de azúcar.
ACCIÓN BIOCIDA. BIOCIDA. El uso de SO2 inhibe el ciclo de vida de las bacterias, reduciendo la cantidad de azúcar que se pierde por este concepto. También favorece la disminución de la viscosidad de las masa cocidas.
BLOQUEDOR DE COLOR El SO2 reacciona con grupos carboxilo reductores de sacarosa (glucosa y fructosa), para inhibir la participación en la formación de color en reacciones de Maillard con componentes aminos. Con la adición de SO2 al jugo antes de la evaporación, el incremento de color a través de los evaporadores se mantiene en un mínimo, por la protección del gas a las temperaturas de evaporación.
Disponibilidad del SO2.
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El SO2 está disponible como gas licuado en contenedores de una tonelada o en tanques de 20 a 36 toneladas. Los contenedores están presurizados a una presión de 10 bar. Todo el gas licuado necesita presión para su fácil descarga del recipiente, por lo que una descarga accidental de SO2 puede ser un serio problema en un área poblada. De esta forma, los riesgos ambientales son grandes. Por las razones anteriores, existen regulaciones muy estrictas para el transporte de este gas, siendo un transporte muy especializado y caro. Para instalaciones fijas de almacenamiento se debe cumplir con las mas rigurosas normas de seguridad. Teniendo programas de planes de evacuación y contingencia ambiental.
Disponibilidad del SO2 •
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El azufre elemental en forma sólida es el mas común de los materiales usados para la sulfitación. El azufre sólido viene principalmente de minas de azufre y/o del proceso de desulfurización del aceite o gas del petróleo. Se presenta en diferentes formas físicas, como perlas, hojuelas, etc.
Azufre elemental y combustionado Fuente Wilkipedia
Azufre granular, en una tolva de dosificacion Fuente propia
LA SULFITACION
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Durante años, la industria azucarera a utilizado como materia prima para lograr el proceso de SULFITACION, al azufre. El proceso de SULFITACION TRADICIONAL, consiste en hacer pasar los gases de la TOSTACION de azufre elemental, en contracorriente con el jugo de la caña de azúcar, y en algunos casos también en la MELADURA, en una TORRE DE CONTACTO (Torre de Sulfitacion), con el objetivo de generar SO2 que en contacto con el jugo y o la meladura, generara el radical SO3, que será el responsable de reaccionar con las proteínas y los aminoácido para bloquear por medio de las reacciones de Millard, la formación de compuestos que le den color al material de proceso. Se ha comprobado que en el caso de la meladura, la reacción de sulfitacion persigue principalmente principalmente el objetivo de reducir la TURBIDEZ, que son sólidos disueltos que llegan a esta área luego del proceso de evaporación, y que pasan del proceso de clarificación de jugo, la practica de clarificación de meladura no se tiene en todos los ingenios del mundo, aunque cada vez se vuelve un proceso mas común.
TORRE DE SULFITACION DIAGRAGRA DE FLUJO
REACCIONES BASICAS •
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Las reacciones químicas que se dan al realizar este proceso de sulfitacion con AZUFRE son las siguientes: S + O2 SO2 SO2+ H2O H2SO3. (ÁCIDO SULFUROSO) El ácido sulfuroso se disocia en bisulfito e hidrógeno. H2SO3 HSO3- + H+ El bisulfito reacciona con los grupos carboxilos que dan color. HSO3- + C=O complejos de azufre + SO3 ═
Equipos y su desempeño. •
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El desempeño de un proceso de sulfitación depende de la eficiencia de generación del SO2 y de la mezcla de este gas con el jugo de caña. Para mayor reducción del color, la mezcla debe ser rápida, completa y uniforme. Cuando se hace en exceso o mal homogenizado, el SO2 se pierde en la atmósfera causando problemas ambientales, CORROSIVOS y consumos innecesarios de azufre. La mayoría de los sistemas de sulfitación existentes utilizan equipos del tipo columna o multi-jet para dispersar el SO2 en el jugo de la caña. Las columnas además de ser grandes exigiendo inversiones elevadas para su instalación y mantenimiento, son poco flexibles a las variaciones de flujo y requieren un sistema complementario para succionar el aire. Otra desventaja es que el gas es burbujeado al jugo en forma de burbujas grandes, haciendo el proceso poco eficiente y favoreciendo la pérdida de SO2 a la atmósfera. Los Multi-Jet a pesar de ser equipos compactos y dispensan la instalación de sistemas de alimentación de aire, no fueron proyectados para proporcionar una mezcla eficiente y homogénea entre el gas y el jugo (son equipos al vacío) y por eso generan grandes perdidas de SO2 para la atmósfera y bajos pH en el jugo.
EQUIPOS DE SULFITACION TRADICIONAL
Estufa de azufre Fuente propia
Horno de azufre, con fuerte corrosion Fuente propia
TORRE DE SULFITACION EN CONTRA CORRIENTE
Diseno de la Torre de Sulfitacion del Ingenio Chumbagua Honduras Fuente www.chumbagua.com
TORRE SULFITADORA
TORRE DE SULFITACION DE MELADURA CRUDA
PROCESO GREENSULF 2012. •
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El proceso que presentamos exclusivo y PATENTADO de GREEN SOLUTION, presenta las siguientes características. Alta eficiencia de mezcla SO2/ jugo. No requiere quemar azufre ni ningún proceso de combustión. No hay perdidas de SO2 a la atmósfera y por ende se reduce la lluvia acida Disminuye la inversión de la sacarosa, ya que no altera el Ph del jugo, el Ph del diluido es igual al Ph del sulfitado Se disminuye la cantidad de cal para subir el pH a 7.0-7.2 en un 30%. Las dosis requeridas son menores que con la quema de azufre, normalmente un 50 por ciento menos. Completamente flexible a cambios de flujo y se puede automatizar fácilmente. Ya sea con las TCM o con el volumen o peso del jugo. Sistema de aplicación muy sencillo y económico. Solo requiere de dos tanques ya sea de polietileno o de acero inox, con agitación mecánica y bomba dosificadora. Costo de mantenimiento despreciable. No requiere permisos engorrosos de los ministerios de defensa o seguridad publica para su adquisición y almacenamiento. El costo beneficio usd/ton de caña molida, es mejor que con la quema de azufre con cualquier equipo.. CERO CONTAMINACION AMBIENTAL
Proceso GreenSulf 2012 •
Al impactar en el consumo de cal o sacarato, disminuyendo la dosis, impacta en forma proporcional en la incrustación de los evaporadores, y por ende en la eficiencia energética del ingenio.
GREENSULF 2012. Fundamento de la tecnología y su patente. •
Preparación. Es un producto con presentación en polvo de muy alta solubilidad en el agua. Se recomiendan soluciones del 50% de concentración. Aplicación. Se recomienda aplicar por medio de bomba dosificadora y un dispositivo de paro y arranque para movimiento de flujo. Punto de aplicación. En el jugo mezclado,lo mas alejado de la alcalización, o junto con la adición del ácido fosfórico cuando este se usa. Dependiendo de las características del jugo, el ácido fosfórico se puede reducir y hasta eliminar obteniendo azúcar dentro de los estándares de calidad del Ingenio. Dosis. Las dosis varían de acuerdo a la calidad del jugo y la calidad requerida de azúcar. Se estiman de 50 a 300 ppm (gramos de GREENSULF 2012 / Tonelada de caña molida.). El proceso junto con los productos se patentó con el número 2007/002865 y luego se obtuvo el PCT a nivel mundial, encontrándose en este momento en la fase de inscripción en cada país. –
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GREENSULF 2012. Fundamento de la tecnología SISTEMA DE DOSIFICACION
GREENSULF 2012. Fundamento de la tecnología SISTEMA DE DOSIFICACION
Nuevo sistema de dosificacion de GREENSULF 2012 ingenio colombiano
GREENSULF 2012. Fundamento de la tecnología y su patente. •
Materiales y métodos. Los materiales que se utilizan con esta tecnología son el GREENSULF 2012, ácido fosfórico, no siempre necesario (depende de la cantidad de fosfato inorgánico en los jugos), la lechada de cal necesaria para llevar el Ph del jugo y la meladura a su rango adecuado, y el FLOCULANTE CORRECTO, para una muy buena clarificación del jugo. Resultados esperados. Se espera obtener : Colores ICUMSA en el azúcar iguales a menores que con la sulfitación con azufre. Disminución de las cenizas al entrar en contacto muy íntimo y a una misma temperatura el producto con el jugo, precipitando así mas impurezas. Disminución de azucares reductores en el jugo claro y por ende MAYOR RECOBRADO Sin contaminación por SO2. Proceso muy estable y controlable. Se puede esperar menores inversiones de sacarosa por el aprovechamiento total del producto en el jugo y la NO formación de ácido sulfúrico, que hace que el pH del Jugo Mezclado al sulfitado, prácticamente no varíe. Fácil manejo y almacenamiento, mejorando la seguridad laboral. Ahorros por no uso de vapor o aire para succionar el SO2 a la torre de sulfitación. –
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RESULTADOS ESPERADOS •
Control de dosificación Cuando se para el molino, se para la dosificación del producto de forma automática con un dispositivo de paro y arranque, en el caso del horno de azufre sigue operando, contaminando el medio ambiente. Eficiencia del producto Con el azufre a la temperatura que se une con el oxígeno para formar SO2, ( aprox. a 400°C) el contacto a contracorriente con el jugo mezclado, no le permite una incorporación muy eficiente, se calcula que apenas un 20% MAXIMO, es absorbido, por lo que gran parte del SO2 se va al atmósfera, con las consecuencias conocidas. Calidad de azúcar obtenido: En el jugo clarificado se obtiene disminución de azúcares reductores. En el azúcar se obtienen valores similares o menores de color ICUMSA, cenizas y sulfitos. Dependerá de las dosis. Pureza Se puede obtener mas pureza en jugo claro y meladura, por lo tanto mas azúcar. Operación La operación se hace muy sencilla para el control de los parámetros que se quieren medir , con solo ajustar la dosis en una bomba dosificadora, disminuyendo la variabilidad del proceso en general. –
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RESULTADOS DE UN INGENIO COLOMBIANO A plic ac ión en J ugo la aplicación en jugo puede s er flex ible de ac uerdo a la calidad de a z úcar requerida entre 40 y 60 ppm de G reens ulf 2012
40 ppm GS
60 ppm GS
Blanco 80 ppm GS
50 ppm GS
RESULTADOS DE UN INGENIO COLOMBIANO A plic ac ión en J ugo PPM
P H Al
T DZ
% R
CLR
G S 40
7.2
132
69%
9826
20%
G S 50
7.2
102
76%
10011
19%
G S 60
7.2
97
77%
8561
30%
G S 80
7.2
99
76%
9394
24%
BLANCO
7.2
420
0%
12300
% R
0%
L a dos is utiliza da de F loculante corres ponde a 6 ppm en jugo los valores representan los promedios de las corridas en triplicado para cada caso.
B lanco
40 G S
60 G S
RESULTADOS DE UN INGENIO COLOMBIANO E l producto es s ens ible a l pH Blanco Mel clara pH 6.9 a 7.15
Mel clara pH 6.2 a 6.40
Mel clara pH 6.9 a 7.04 Mel clara pH 6.2 a 6.30
E ntre mas s e eleva el pH en la meladura cruda, menor será su efectividad.
RESULTADOS DE UN INGENIO COLOMBIANO A plic ac ión en Mela dura PPM
PH Al
T DZ
% R
CLR
% R
G S 50
6.50
153
69%
12880
12%
G S 50
6.40
133
73%
12348
16%
G S 50
6.35
169
66%
12278
16%
G S 50
6.30
161
67%
12126
17%
BLANCO
6.40
495
0%
14668
0%
L a dos is utilizada de F loculante c orresponde a 12 ppm en meladura
6.5 pH
Blanco
6.3 pH
RESULTADOS DE UN INGENIO COLOMBIANO Aplicación en meladura
6.5 pH
Blanco
6.3 pH
P ara aplica r en meladura es nec es ario tener un pH de la meladura cruda entre 6.2 a 6.4
RESULTADOS DE UN INGENIO COLOMBIANO C onclus iones •
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G reens ulf traba ja tan to en jug o y me ladura cua ndo exis ten pH de operac ión estandares en la industria . Al mome nto de tener pH fuera de rango , es to ge nera menor remoción de color y turbidez . L a dos is optima recomendada según los resultados esta entre 60 y 50 ppm base caña molida en jugo o meladura.
RESULTADOS DE UN INGENIO COLOMBIANO R ec omendac iones •
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R ecomendamos hace r la aplicaciòn desde el jugo diluido para poder barrer con impurezas y proteger materiales de fabrica y destileria desde el inicio del proceso. R ec omendamos trabajar con un jugo alcalizado de pH 7.17.2 E s te c ontrol de pH nos permitira tener menos cons umo de ca l. P or ende menor costo, menos incrus tac iones , tiempos de lavado de equipo mas cortos, mayor productividad, menos cenizas en azuca r y lo mas importante un A z uca r es table
DOSIS DE AZUFRE POR DIA
Comportamiento del jugo diluido al jugo claro, con azufre y con GS 2012
TURBIEDAD EN MELADURA
COLOR DE AZUCAR
TURBIEDAD DEL AZUCAR
Aumento en la Reducccion del 11% en la TURBIEDAD
CENIZAS
DISMINUCION DEL 22% en el remanente de cenizas
SULFITOS REMANENTES
Reduccion del 60% en el remanente de sulfitos en el azucar
APLICACIONES EN EL PROCESO • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Ingenio Magdalena (Guatemala) Ingenio El Pilar (Guatemala) Ingenio Madre Tierra (Guatemala) Ingenio Taboga (Costa Rica) Ingenio CoopeAgri (Costa Rica) Ingenio CoopeVictoria (Costa Rica) Ingenio Providencia (Costa Rica) Ingenio Costa Rica (Costa Rica) Ingenio de PUGA.(Mexico) Ingenio La Cabaña (Colombia) Ingenio Providencia (Colombia) Ingenio Melanio Hernandez (Cuba) Ingenio Ciudad Caracas (Cuba) Ingenio San José de Abajo (Mexico) Ingenio Nuevo San Francisco.(Mexico) Ingenio Melchor Ocampo.(Mexico) Ingenio El Carmen (Mexico) Ingenio La Cabaña (El Salvador) Ingenio Central Izalco (El Salvador) Ingenio Santo Antonio (Brasil)
