PREPARACION Y MOLIENDA DE LA CAÑA DE AZÚCAR
Ing. César A. Ville Vill egas Neira
PREPARACION Y MOLIENDA DE CAÑA DE AZUCAR 2
CAÑA
1
DESCARGUE
PESAJE DE CAÑA
PREPARACION
Para pago de la caña y c álc ulos de cont rol fabril
CAÑA
ALIMENTACION Suminis tro rac ional y oportuno de la c aña al
molino CAÑA AGUA
4
3
JUGO
PESAJE DE JUGO
JUGO
MOLIENDA
DILUIDO
Para cálculos de c ontrol fabril
DILUIDO
Extracción de la s ac aros a c ontenida en la caña BAGAZO A CALDERAS
PREPARACION Y MOLIENDA DE CAÑA DE AZUCAR 2
CAÑA
1
DESCARGUE
PESAJE DE CAÑA
PREPARACION
Para pago de la caña y c álc ulos de cont rol fabril
CAÑA
ALIMENTACION Suminis tro rac ional y oportuno de la c aña al
molino CAÑA AGUA
4
3
JUGO
PESAJE DE JUGO
JUGO
MOLIENDA
DILUIDO
Para cálculos de c ontrol fabril
DILUIDO
Extracción de la s ac aros a c ontenida en la caña BAGAZO A CALDERAS
DIAGRAM DE BLOQUES DEL PROCESO DE ELABORACION DE AZÚCAR Y ALCOHOL
DIAGRAM DE BLOQUES DEL PROCESO DE ELABORACION DE AZÚCAR Y ALCOHOL
ALCOHOL TRATAMIENTO
FERMENTACIÓN
DESTILACIÓN
CAÑA LAVADO DE LA CAÑA
EXTRACCIÓN DEL JUGO AZÚCAR
TRATAMIENTO
PRODUCCIÓN DE AZÚCAR
Recepción de la caña
LIMPIEZA DE LA CAÑA -Limpieza por vía húmeda - Mesas convencionales de 15° o 18° - Mesa de 45° -Limpieza por vía seca Grúa hilo para descargue Mesa alimentadora: recepción y almacenamiento temporal Ventiladores: remueve la paja y parte de la tierra Ventaja: disminuye las perdidas de azúcar al lavar la caña
MESA ALIMENTADORA CON CAÑA DE AZÚCAR
SAN JACINTO - 2006
LAVADO DE CAÑA DE AZÚCAR
PUCALA 2000
PUCALA 2000
LAVADO DE CAÑA
PUCALA - 2003
LAVADO DE CAÑA
ESQUEMA DE EXTRACCION DE JUGO La caña inicialmente es preparada para romper o desfibrar las células de los tallos por medio de picadoras. Luego se lleva a una serie de molinos, donde se realiza la extracción de la sacarosa que consiste en exprimir y lavar el colchón de bagazo.. El lavado del colchón de bagazo se hace con jugo extraído en el molino siguiente y el lavado del último molino se hace con agua condensada caliente (agua de imbibición), que facilita la extracción de la sacarosa en el bagazo y evita la formación de hongos y la necesidad de emplear bactericidas. El bagazo se lleva a las calderas, para usarlo como combustible y el jugo es llevado al área de fabricación.
PREPARACIÓN DE LA CAÑA
PREPARACIÓN DE LA CAÑA
El objetivo de la preparación de la caña es aumentar la capacidad de los molinos, transformando la caña en una masa compacta y homogénea. Aumenta la extracción de los molinos, rompiendo la corteza de la caña y facilitando la molienda y extracción de jugo.
EQUIPOS DE PREPARACIÓN DE CAÑA -
Machetes, cuchillas o picadoras Niveladores Desfibrador: tipo Maxwell o Searby
DEMANDA DE ENERGÍA PARA LA PREPARACION DE LA CAÑA -
Machetes, Niveladores: Desfibrador:
1.90 Kw /T. caña incluido en machetes 2.5 – 3.0 Kw /T. caña dependiendo del diseño
-
Recepción, transporte y elevación de caña: 0.19 Kw-h /T. caña
NIVELADOR DE CAÑA DE AZÚCAR
PUCALA 2008
VELOCIDAD DE GIOS DE EQUIPOS DE PREPARACION DE CAÑA -
Machetes:
500 rpm, 1er juego 600 rpm, 2do juego
-
Niveladores:
35 rpm, 1er juego 75 rpm, 2do juego
-
Desfibrador:
Maxwell: 450 – 600 rpm Gruendler: 960 – 975 rpm
CUCHILLAS NIVELADORAS DE CAÑA
MACHETES O CUCHILLAS PICADORAS
CAÑA AL PRIMER JUEGO DE MACHETES
PUCALA - 2003
TIPOS DE CUCHILLAS O MACHETES UTILIZADOS EN LA PREPARACION DE CAÑA DE AZUCAR
Machetes
MACHETE PARA EL PRIMER Y SEGUNDO JUEGO
SAN JACINTO 2007
JUEGO DE MACHETES LISTO PARA RECAMBIO
SAN JACINTO 2007
EJE DE TRANSMISION DE POTENCIA
SAN JACINTO 2007
TURBINA A VAPOR PARA EL PRIMER JUEGO
SAN JACINTO 2007
TURBINA A VAPOR EN REPARACION
RODETES DE UNA TURBINA A VAPOR
DESFIBRADOR O SHREDDER
DESFIBRADOR O SHREDDER
OBJETIVO DEL DESFIBRADOR
Permite preparar la caña para su extracción abriendo sus fibras y exponiendo el jugo de la caña para un fácil evacuación de las celdas. Este procedimiento lo realiza golpeando la caña contra una placa (sufridera) ubicada en la parte superior ( o inferior). Es necesario reparar las puntas de los martillos con soldaduras especiales resistentes a la abrasión
Martillos
EXTRACCIÓN DE JUGO
Separar el jugo del tallo conteniendo azúcares (jugo), de la fibra de la caña, con un máximo de eficiencia posible
CAPACIDAD DE MOLIENDA C = 0.0255 * c*n* (1 – 0.018*n*D)*L*D2*N1/2 / f C = TCH c = Coeficiente de preparación 1.15 para dos juegos de machetes 1.22 dos juegos de machetes más desfibrador Maxwell 1.25 dos juegos de machetes más desfibrador Searby n = Velocidad de las mazas, RPM f = fibra por unidad de caña. N = Número de mazas en el trapiche D = Diámetro de las mazas, m L = longitud de las mazas, m
MÁXIMA CAPACIDAD DE MOLIENDA CMáx = (47.12 * D*L* n) / (0.97/ρ) – 47.50* 10-3 * f CMáx = TCH D = Diámetro de las mazas, m L = Longitud de las mazas, m n = Velocidad de las mazas, RPM f = fibra por 100 unidades de caña ( % ) ρ = Densidad de la caña entrada molino, en Ton/m 3
DEMANDA DE ENERGÍA PARA MOLINOS DE TRES MAZAS T = 0.134 * P * n * D / TCH T = Kw – h / Ton caña para cada molino P = Carga hidráulica total, ton n = Velocidad, RPM D = Diámetro de las mazas, m TCH = Ton de caña molida por hora
CÁLCULO BÁSICO DE LA EXTRACCIÓN
CÁLCULO BÁSICO DE LA EXTRACCIÓN Caña = Jugo + Bagazo Azúcar en caña = Azúcar en jugo + Azúcar en bagazo Caña + Agua = Jugo mezclado + Bagazo Jugo mezclado = Agua + Sólidos solubles (Brix) Bagazo = Agua + Fibra + Sólidos solubles (Brix)
Molinos
Equipos de baja velocidad y de alta presión y potencia.
Presentan un desgaste pronunciado a lo largo de la zafra.
Extraen el jugo por expresión (94 – 96 %)
MAZA DE MOLINO
VIRGEN: ESTRUCTURA DE SUSTENTACIÓN Cabezote hidráulico Cojinete o bronce Maza superior Pernos de ajuste Base de la virgen Eje de maza
Tapa lateral
Auxiliares de molinos Cuchilla bagacera
Peine o Raspador
MOLINOS TRES MAZAS Abertura de entrada Maza superior Peine o raspador Abertura de salida
Maza posterior o bagacera
Maza anterior o cañera
Cuchilla bagacera
MAZA SUPERIOR DE 78” X 36”
RELLENANDO DIENTES DE MASA SUPERIOR
MOLINOS CUATRO MAZAS
Maza posterior o bagacera
Cuchilla bagacera
Maza anterior o cañera
CUCHILLA BAGACERA Características
- Estructura metálica, acero fundido, localizada bajo la maza superior y entre las mazas inferiores.
Función
-
Conducir la caña para un segundo tratamiento.
- Promover la limpieza de la maza cañera.
Chute Donnely Caja de alimentación por gravedad.
Favorece: La capacidad, aumenta de 15 a 17 % con una densidad de 50 Kg/m3
SHUTE DONNELLY EN PRIMER MOLINO
CONDUCTORES DE CAÑA DONNELLY
Consiste en la adición de agua o con el objetivo de disolver el azúcar remanente y reducir la proporción de fibra en caña, facilitando la extracción y evitando la reabsorción del jugo extraído por el bagazo.
SISTEMA DE IMBIBICION COMPUESTA
IMBIBICION VS. EXTRACCION DE SACAROSA
SISTEMA DE ACCIONAMIENTO DE LOS MOLINOS
Turbinas de vapor
Motores eléctricos: la electrificación de los molinos es con propósito de disminuir el consumo de vapor de proceso utilizado en la molienda de caña. La electrificación puede ser completa o parcial.
SISTEMA DE ACCIONAMIENTO CON MÁQUINA DE VAPOR: CORLISS
SISTEMA DE ACCIONAMIENTO CON TURBINAS DE VAPOR EN MOLINOS
TURBINAS ACCIONADORAS DE MOLINOS
SISTEMA DE ACCIONAMIENTO POR MOTORES ELÉCTRICOS EN MOLINOS
SISTEMA DE ACCIONAMIENTO ELECTRO - HIDRÁULICO EN MOLINOS
SISTEMA DE ACCIONAMIENTO POR ENGRANE PLANETARIO
SISTEMA DE ACCIONAMIENTO POR ENGRANE PLANETARIO INDEPENDIENTE
PANEL DE REGULACION DE CARGA DE MOLIENDA
DIFUSIÓN
Extraen el jugo por el principio de difusión y percolación (97 – 98 %). Su desgaste es menor y tienen un costo de mantenimiento inferior al de los molinos.
Difusión
Principio de operación - Esta basado en el sistema de contracorriente del lavado de la caña o bagazo por medio del agua de imbibición
Difusión - El agua es añadida en la descarga final del transportador y se percola a través del colchón de bagazo y las perforaciones del fondo del transp.
Difusión - El agua disuelve el azúcar en el bagazo y
el jugo luego formado se recolecta en una tina. Este jugo es removido por bombeo repitiéndose el proceso hasta que el jugo alcance su máxima concentración en la alimentación final del difusor.
Diagrama de Flujo de un difusor Smet
Capacidad difusor Smet Bagacero
Capacidad difusor Smet Cañero
SISTEMA DE COLADO DE JUGO
COLADOR DE JUGO TIPO DSM
COLADOR TIPO TROMEL
COLADOR DE ZARANDAS VIBRATORIAS
SISTEMA DE MUESTREO DE JUGO MIXTO
PREPARACION Y M OLIENDA DE CAÑA DE AZUCAR 2
CAÑA
1
DESCARGUE
PESAJE DE CAÑA
PREPARACION ALIMENTACION
Para pago de la caña y cálculos de control fabril
CAÑA
Suministro racional y oportuno de la caña al molino CAÑA AGUA
4
3
JUGO
PESAJE DE JUGO
JUGO
MOLIENDA
DILUIDO
Para cálculos de control fabril
DILUIDO
Extracción de la sacarosa contenida en la caña BAGAZO A CALDERAS
REPORTE DIARIO DE PRODUCCION
SAN JACINTO 2003
SALIDA DE BAGAZO DEL ULTIMO MOLINO
SISTEMA DE TRANSPORTE DE BAGAZO
LAREDO 2005
