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Importancia de la determinación de fibra en plantas de energía de azúcar y etanol
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América Latina
es la mayor región productora de caña de
azúcar del mundo, siendo Brasil líder mundial en la producción de todos los
segmentos del complejo sucro-alcoholero (o sucro-energético) y un importante actor internacional en agroenergía,
principalmente por su modernidad y competitividad.
El sector
sucro-energético es uno de los que más realiza análisis de laboratorio, por lo que el uso de equipos y
metodologías adecuadas son fundamentales para la eficiencia y calidad de los procesos industriales.
Mediante
análisis de laboratorio es posible obtener los principales indicadores de la calidad de la caña de azúcar, que
son: Pol (porcentaje aparente de
sacarosa), pureza aparente, Brix (porcentaje de sólidos solubles), AR (porcentaje de azúcares reductores)
y porcentaje de fibra.
Indicadores de calidad
A partir de
las variables Pol, pureza aparente, Brix, AR y porcentaje de fibra, es posible calcular la cantidad de ATR (azúcar total recuperable).
El ATR representa su capacidad de convertirse en azúcar o etanol a través
de los coeficientes de transformación de cada unidad de producción, siendo un
aspecto considerado para el pago de la caña de azúcar a los proveedores.
La fibra es un factor reductor en el
cálculo del ATR, ya que a mayor
contenido, menor cantidad de azúcar en los ingenios, impactando directamente en
el pago de caña a los proveedores.
Determinación de la fibra
de caña
El contenido de fibra a evaluar
corresponde no solo a la celulosa, lignina y goma de caña de azúcar, sino a la
denominada “fibra industrial”, es decir, el porcentaje de la muestra que no es
jugo absoluto.
De forma
simplificada, la fibra es la materia
seca, insoluble en agua, que contiene la caña. En este concepto industrial,
se considera que la materia prima
consta de dos partes: fibra y jugo absoluto; estando estos últimos
constituidos por agua y sólidos solubles (azúcares y no azúcares).
La fibra es uno de los principales
parámetros de calidad de la caña de
azúcar, no solo por su poder energético, sino sobre todo por
transformar los parámetros de calidad
del jugo en caña de azúcar. El cálculo del contenido de fibra se realiza de
forma indirecta, con correlaciones a partir del peso del bagazo húmedo de la
muestra, por el método de Tanimoto.
Para efectos
del pago, Consecana (2003) establece la posibilidad de determinar
analíticamente la fibra por el método de
Tanimoto o estimar este contenido a través de una ecuación de regresión
lineal.
Método de Tanimoto
Después de
prensar 500 gramos de caña de azúcar triturada, el bagazo húmedo se traslada a
un canasto tarado, sin pérdida de material y se mantiene en estufa (105 °C)
hasta peso constante. Después del secado, se obtiene bagazo seco.
El peso del bagazo húmedo, el peso del bagazo seco y el contenido Brix se ingresan en una ecuación para determinar la fibra de caña de azúcar. Para esta determinación se utiliza una Estufa con circulación y renovación de aire, modelo TE-394/3 y una balanza de precisión.
Optimizando el proceso
Si las
muestras llegan secuencialmente al laboratorio o para determinar de manera rápida el poder calorífico del bagazo, la Estufa Spencer, modelo
TE-060/1 surge como una alternativa
para que los análisis sean más agiles.
Además del
azúcar y el alcohol, el bagazo de caña
de azúcar es el principal co-producto generado. Se obtiene después de moler
la caña de azúcar y extraer los azúcares (principalmente sacarosa), siendo un
residuo rico en pared celular con digestibilidad reducida, proteína bruta,
carbohidratos de reserva y energía.
Las propias
plantas utilizan el bagazo como fuente
de energía, ya que reemplaza al aceite combustible en el proceso de
calentamiento de calderas y para la generación
de energía eléctrica.
La Estufa Spencer, modelo TE-060/1 funciona con aire caliente soplado en la parte inferior a 105⁰C, que pasa a través de la cesta de la pantalla. El aire caliente entra en contacto con la muestra húmeda, contenida dentro de la cesta, lo que hace que el secado sea más rápido en comparación con un horno de secado convencional.
En este
caso, después del pesaje, una pequeña porción del bagazo húmedo se transfiere a
una canasta tarada y se coloca en la Estufa
Spencer, modelo TE-060/1 para secar a peso constante. El tiempo de
secado debe determinarse con ensayos iniciales hasta que el peso sea constante.
Dependiendo de la temperatura utilizada en el secado, se puede llegar a peso constante en menos de 30 minutos, por lo que la Estufa Spencer puede considerarse imprescindible en los casos en que se necesite mayor agilidad en el resultado de los análisis de humedad.
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Referencias
AMORIM, H. V. de, et al. Métodos analíticos para o controle da produção de álcool e de açúcar. 3ª. Ed. Piracicaba: FERMENTEC, 2003.
CONSECANA – CONSELHO DOS PRODUTORES DE CANA-DE-AÇÚCAR, AÇÚCAR E ÁLCOOL DO ESTADO DE SÃO PAULO. Manual de Instruções. 4ed. Piracicaba: CONSECANA, 2003. 115 p.
TANIMOTO, T. The press method of cane analysis. Hawaiians Planter’s Record, Aiea, v. 57, p. 133-150, 1964.
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