Estudio de las condicione de ensemillamiento de cristales en un cristalizador batch a vacío para maximizar la MFC y la DTC de azúcar de caña
Fecha
2016-10-18Autor
Elizondo Sánchez, Mariana
Bolaños Reynoso, Eusebio
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
La cristalización por lotes es una operación unitaria ampliamente usada, mediante la cual es posible formar cristales de alta pureza a partir de una solución sobresaturada impura, utilizando bajos consumos de energía y ofreciendo una apariencia atractiva del producto final. La calidad del producto cristalino está determinada por la masa del cristal formado (MCF) y por la distribución del tamaño de cristal (DTC), estos parámetros dependen de las cinéticas de cristalización, nucleación y crecimiento. El sembrado es una técnica que ayuda a prevenir la nucleación espontánea y a partir de ella es posible obtener un producto con una mejor DTC (diámetro promedio en % volumen, D(4,3) alto y desviación estándar en % volumen, S(4,3) baja). La industria de la cristalización de azúcar de caña es una de las más importantes en México, debido a su relevancia social y económica, generando más de dos millones de empleos de manera directa o indirecta, siendo Veracruz, el estado con mayor número de ingenios, 18 en total. Sin embargo, la industria azucarera enfrenta un déficit de investigación y desarrollo tecnológicos, debido a la baja inversión, altos costos de transformación y deficiencias en las escalas de producción para la obtención de un producto de calidad. El objetivo de esta investigación fue estudiar las condiciones de ensemillamiento en un cristalizador por lotes al vacío para maximizar la DTC y la MCF de cristalizaciones de azúcar de caña, reduciendo el contenido de sacarosa presente en el subproducto del proceso. Se empleó un cristalizador por enfriamiento tipo batch de acero inoxidable para la primera etapa experimental y un cristalizador batch a vacío para la etapa dos, en ambas fases se utilizó azúcar refinada comercial triturada, tamizada y lavada mediante alcohol etílico anhidro, para la eliminación de polvo residual remanente de la etapa de triturado. La operación de la primera etapa experimental inició con una carga de 5000 g de solución saturada de azúcar (1.35906 g/cm3 a 70°C) en el cristalizador, con agitación constante de 250 rpm y 90 minutos de proceso. Se siguió un diseño de experimentos de subparcelas divididas (24 corridas experimentales). Las variables de respuesta fueron: la DTC y la MCF, las cuales fueron evaluadas de manera independiente, los factores que se consideraron fueron: período de experimentación (período 1 y período 2), tiempo de ensemillamiento (1 y 5 min), cantidad de semilla sembrada (3 y 6 g) y D(4,3) de la semilla (150, 180 y 212 μm). Los resultados obtenidos permitieron establecer condiciones de siembra adecuadas para la realización de cristalizaciones de azúcar de caña en el cristalizador batch a vacío, sembrando durante el minuto 1, 6g de semilla de cristal con tamaño de 150 μm. Los valores de respuesta adquiridos en la etapa experimental dos confirmaron y concluyeron que las siembras realizadas bajo estas condiciones experimentales ofrecen buenos resultados de MCF, consiguiéndose 5096.08 g de cristales de azúcar con un tamaño promedio de 445.94 μm. Así mismo, el contenido de sacarosa presente en el subproducto del proceso fue reducido satisfactoriamente, de 1.35906 g/cm3 a 1.32786 g/cm3.
Temas
EnsemillamientoMFC Y DTC
Cristalizador Batch
Azúcar de Caña
Tipo
ThesisColecciones
- Tesis (MIQ) [77]