Los sistemas de masas cocidas y el agotamiento de las mieles en ...

Centro Azúcar 32(1): 15-20, enero-marzo, 2005
Los sistemas de masas cocidas y el
agotamiento de las mieles en las
condiciones actuales de materias primas
Rolando A. Hernández León,* Luz María Contreras Velásquez,
Centro de Estudios Energéticos y Procesos Industriales (CEEPI),
Sede Universitaria Sancti Spíritus
Recibido: marzo/2004 Aprobado: octubre/2004
Un análisis de las dificultades que enfrentan los sistemas de masas cocidas
más utilizados para agotar las mieles y garantizar la calidad del azúcar
comercial –en las condiciones actuales de las materias primas– se muestra
en este trabajo, en el que se llegó a la conclusión de que la pureza del cristal
que se obtiene durante el proceso de cristalización y la preparación de la
base para la masa cocida final, es un factor fundamental en su capacidad
para agotar el licor madre, ya que la eficiencia de estos sistemas depende
del control que se tenga de la masa cocida B, y que la cristalización por
enfriamiento ha disminuido su capacidad para agotar las mieles, debido al
incremento de la viscosidad.
Palabras claves: Agotamiento, cristalización, tachos, cristalizadores
The Systems of Cooked Masses and the Exhaustion of Honeys
in the Current Conditions of Raw Materials
In the present work is made an analysis of the difficulties faced by the system
of massecuite used to exhaust the molasses and to guarantee the quality of
the commercial sugar under the actual conditions of raw material. The
conclusion was reached as to that the purity of the crystal that is obtained in
the process of crystallization and preparation of base for the end massecuite
is a fundamental factor in its capacity to exhaust the mother liquor, so that
the efficiency of these systems depend on the control exerted on the
massecuite B, and that the crystallization for cooling had diminished its
capacity to exhaust the molasses, due to the increase of the viscosity.
Key words: Exhaustibility, Crystallization, Vacuum Pans, Crystallizer
*Investigador. de la Sede Universitaria Sancti Spíritus, Centro de Estudios de Energía y Procesos Industriales
(CEEPI), UCLV. Email: ralfredo@suss.co.cu.
15

INTRODUCCIÓN
El agotamiento de las mieles en el proceso de producción
de azúcar ha sido muy estudiado y actualmente
sigue siendo un tema muy debatido debido
a su complejidad, pues todo el proceso agro industrial
influye en su eficiencia.
Este trabajo analiza algunos conceptos que son de
vital importancia para el trabajo del área de tachos
y cristalizadores en las condiciones actuales de las
materias primas.
La introducción de la cosecha mecanizada para la
caña de azúcar ha cambiado las características y
el comportamiento de los jugos durante diferentes
etapas de su procesamiento, debido al aumento
del contenido de impurezas, lo que se manifesta
en el área de cristalizadores de la forma siguiente:
- Deformación de los cristales de azúcar.
- Incremento de la viscosidad de los materiales
en proceso.
- Disminución de la agotabilidad de las mieles.
El resultado de esto es la afectación de la calidad
del azúcar y el incremento de las pérdidas en miel
final.
DESARROLLO
Con los sistemas de cocción de masa cocida que
se utilizan actualmente para el trabajo de los tachos
es muy difícil enfrentar esta situación sin afectar la
calidad del azúcar o la eficiencia industrial, pues
en estos sistemas existe una relación muy directa
entre ellas, ya que debido al poco agotamiento de
los cristalizadores, la pureza de los productos intermedios
es elevada, resultando muy difícil agotar
las masas cocidas finales. 3
Importancia de la formación del cristal durante
la cristalización y preparación de la
base para la masa cocida de agotamiento
La velocidad de cristalización del cristal en una disolución
sobresaturada de sacarosa depende de
los procesos sucesivos, de los cuales, el que más
lento se desarrolle controla la velocidad de cristalización.
Así, el sistema de trabajo más eficiente
para las salas de tachos será el que facilite la mayor
velocidad en ambos casos.
Centro Azúcar 1/2005
16
El primer proceso está determinado por la viscosidad
de la película que rodea el cristal, siendo esta la
que controla la velocidad de difusión de la sacarosa
a través de la película. El segundo proceso está determinado
por el contenido de impurezas en el cristal,
pues, de acuerdo con la concentración de estas,
se facilita o no la deposición de la sacarosa en la red
cristalina. 1
De lo anterior se deduce la importancia que tiene
obtener un cristal puro durante la cristalización y la
preparación de la base para la masa cocida de agotamiento.
Cuando se presentan los fenómenos de alta viscosidad
y aumento del contenido de impurezas en los
productos que se manejan en las salas de tachos, se
reduce notablemente la velocidad de cristalización y,
por tanto, aumenta la pureza de las mieles intermedias,
haciéndose muy difícil la miel final y mantener la
calidad del azúcar.
En los sistemas más difundidos de trabajo de tachos
actualmente se cristaliza en productos de baja pureza
de miel A y meladura; 2,6 esto hace que se afecte el
cristal desde su formación, pues este se desarrolla
en un medio que posee altos valores de viscosidad,
contenido de impurezas y color. Además, cuando se
presentan las condiciones adversas anteriormente
mencionadas, estos sistemas se ven obligados a preparar
la base para la masa cocida final con miel B,
tratando de disminuir su pureza y poder agitar la miel
final. Como es lógico esto agrava aún más la situación,
pues la miel B alimentada al cristal tan tempranamente
aumenta el contenido de impurezas en este;
también aumentan la viscosidad de la película que
rodea el cristal y su color. Esto reduce la velocidad de
cristalización, afecta la calidad del azúcar y reduce la
capacidad del cristal para agotar el licor madre.
Producción de masa cocida B
En los sistemas de trabajo de tachos usados actualmente
se produce una masa cocida B que tiene características
especiales, pues define la eficiencia de
estos sistemas, debido a que de esta masa cocida se
obtiene azúcar comercial y miel B, siendo esta última
la que determina la pureza de la masa cocida final;
por tanto, la masa cocida B debe producirse con las
características necesarias para obtener azúcar con la

Centro Azúcar 1/2005
calidad establecida y miel B de una pureza adecuada para agotar
la masa cocida final.
Cuando se presentan los fenómenos característicos de jugos
con alto contenido de impurezas, se reduce la diferencia de
pureza entre las masas cocidas y sus mieles, aumentando la
pureza de la miel A y por tanto de la masa cocida B, y como
consecuencia, la pureza de la miel B, afectándose la pureza
de la masa cocida B. Esto obliga a buscar formas para disminuir
la pureza de la masa cocida B, tratando de controlar la
pureza de su miel, pero es en ese momento que se afecta la
calidad del azúcar comercial, colocando al tecnólogo frente a
un difícil problema, pues se ve obligado a tomar una decisión:
afectar la calidad del azúcar o asumir la pérdida en miel final,
no teniendo en muchos casos una solución para el problema.
Diferencia de pureza entre las masas cocidas y sus mieles
La diferencia de pureza entre las masas cocidas y sus mieles
es de vital importancia para el trabajo de las salas de tachos y
centrífugas, pues fija la estrategia a seguir con estas, debido a
que prácticamente definen la eficiencia de estas áreas.
Una caída de pureza inferior a lo normal en el agotamiento de
las masas cocidas se debe fundamentalmente a diferencias
operativas en la conducción del proceso o al incremento de
las impurezas en los jugos que se están procesando. La primera
causa no será analizada, pues puede afectar cualquier
sistema que se use para la operación de las salas de tachos.
En la tabla 1 aparecen los centrales que hicieron la zafra del
año 2000 en la provincia de Sancti Spíritus. Allí se observa
que tuvieron una gran afectación, lo que conspiró contra la
eficiencia, pues siempre que se reduce la diferencia de pureza
entre las masas cocidas y sus mieles, disminuye el agotamiento
de la miel final. Además, cuando se incrementa el contenido
de impurezas en la meladura que se procesa y aumenta su
viscosidad, generalmente aparecen cristales deformados, que
afectan la calidad del azúcar. 4
Tabla 1. Comportamiento de la pureza en diferentes
centrales de la provincia de Sancti Spíritus en la
zafra del año 2000
17
Se aprecia que la diferencia de pureza
entre la masa cocida A y la miel A es muy
inferior a las 20 unidades que deben
lograrse, lo que indica una baja eficiencia
en esta etapa de cocción. Sin embargo,
excepto el central “Odulio Morales”, el
resto logró una mejoría en el agotamiento
de la miel B, acercándose a las 20 unidades
de caída de pureza que deben
obtenerse en esta etapa de cocción, debido
a la introducción del sistema de doble
semilla para las operaciones de la sala
de tachos, lo que ayudó al agotamiento
de la miel B, pues favorece el agotamiento
de esta masa cocida, sacrificando la
calidad del azúcar B, que tiene que ser
disuelta y procesada nuevamente, pero
no resuelve el agotamiento de la miel final,
pues la caída de pureza de la masa
cocida C es muy inferior a las 30 unidades
que deben obtenerse.
Ante estas condiciones de alto contenido
de impurezas, los sistemas de masas cocidas
que más se utilizan actualmente se
ven limitados para agotar la miel final, lo
que ha favorecido el incremento de las
pérdidas de azúcar en miel final.
Posibilidades de agotamiento de la
masa cocida final en el cristalizador
El cristalizador es el equipo donde se
deposita la masa cocida final después de
terminada y su función es continuar el
agotamiento del licor madre por enfriamiento.
Si se analizan los procesos que controlan
la velocidad de cristalización en el
cristalizador, ocurre que, en presencia de
una masa cocida final que ha sido producto
del procesamiento de jugos con
altos contenidos de impurezas, estas se
caracterizan por la presencia de cristales
deformados y niveles de viscosidad superiores
a los normales.
Los cristales deformados son característicos
de altos contenidos de impurezas en
la red cristalina, lo que impide una deposición
uniforme de la sacarosa en las caras
del cristal.

En el cristalizador, la sobresaturación del licor madre
se mantiene por enfriamiento. Esto trae como
consecuencia que a medida que disminuye la temperatura
aumenta la viscosidad y por tanto, se reduce
la difusividad de la sacarosa a través de la
película que rodea el cristal, hasta que la difusión
prácticamente se detiene y comienzan a producirse
microcristalizaciones debido a la sobresaturación del
licor madre.
Todo esto afecta el agotamiento del licor, pues bajo
estas condiciones la velocidad de cristalización prácticamente
se detiene y se ha comprobado en muchos
centrales azucareros que de masas cocidas finales
purgadas en caliente se obtiene igual o menor
pureza de la miel final, que cuando se purgan después
de su ciclo normal de enfriamiento, y se ha detectado
la presencia de pequeños cristales en la miel.
Lo anterior demuestra que en presencia de jugos
con altos contenidos de impurezas la posibilidad de
agotamiento en el cristalizador es muy limitada, y todos
los sistemas de trabajo para los tachos, cuya eficiencia
se basa en un agotamiento normal en los
cristalizadores, se ven imposibilitados de obtener
buenos resultados en el agotamiento del licor madre.
Posibilidades de agotamiento del licor madre
en los tachos
La cristalización en los tachos ocurre bajo los mismos
principios que en el cristalizador, con la diferencia
de que la sobresaturación es mantenida por
evaporación del agua del licor madre.
Este análisis se hace sobre una masa cocida producida
a partir de jugos con las mismas características
del caso anterior, donde la presencia de cristales
deformados afecta la velocidad de deposición de la
sacarosa en la red cristalina, pero, debido a la mayor
circulación de la masa cocida en el tacho, el
movimiento relativo entre los cristales, así como el del
cristal y el licor madre que lo rodea, que ayuda a pulimentar
la superficie del cristal, se favorece la velocidad
de deposición de la molécula de sacarosa. 2
Como en el tacho la sobresaturación se mantiene
por evaporación, la temperatura en todos sus puntos,
a medida que transcurre el tiempo de cocción,
Centro Azúcar 1/2005
18
solo se ve afectada por el movimiento de la presión
hidrostática, por lo que su influencia en la viscosidad
de la masa será mínima y esta solo se verá afectada
por el aumento de impurezas y por el crecimiento
de los cristales de azúcar, lo que reduce la
influencia de la viscosidad en la velocidad de difusión
de la sacarosa a través de la película de licor madre
que rodea el cristal y facilita su agotamiento.
Pureza de la masa cocida final y posibilidades
de las centrífugas continuas
Son muchos los factores que influyen en el agotamiento
de la miel final, pero la pureza que se logre
en la masa cocida final será determinante para la
pureza de su miel.
Lo anterior explica la importancia que tiene para el
tecnólogo azucarero controlar la pureza de la masa
cocida final, por lo que es muy útil analizar todos
los factores que limitan el agotamiento de esta masa
cocida y para ello se parte de una interrogante:
¿Hasta dónde es posible agotar la masa cocida final?
El agotamiento de la masa cocida final está limitado
por tres factores fundamentales que se relacionan a
continuación:
1) capacidad y tipo de centrífuga,
2) calidad del azúcar final producida,
3) posibilidad material de lograrlo sin afectar la capacidad
del cristal para agotar el licor madre.
Los dos primeros factores están muy relacionados
debido a que la calidad del azúcar final depende de
la eficiencia de las centrífugas y esto, a su vez, depende
de la calidad de la masa cocida y de las posibilidades
de las centrífugas usadas.
Antes de introducirse las centrífugas continuas no
era posible agotar la masa cocida final a purezas
inferiores a 60, pues las centrífugas discontinuas y
de bajas revoluciones no la purgaban; además, el
trabajo del puntista tenía que ser exquisito, pues al
menor descuido las masas cocidas no purgaban,
produciéndose atrasos en el proceso de la casa de
calderas, afectaciones en la calidad del azúcar y
aumento de la recirculación de la miel, agravándose
aún más la situación.

Con el incremento del contenido de impurezas en
los jugos, se hizo aún más complejo el trabajo de
los tachos y el agotamiento de la masa cocida final,
pues las masas cocidas producidas a los valores de
pureza acostumbrados no purgaban, provocando
atrasos del proceso en la casa de calderas, con todos
los inconvenientes que de esto se derivan.
Para dar solución a este problema, se comenzó a
subir la pureza de la miel final, lo que provoca una
afectación considerable de la eficiencia industrial.
Todo esto fue creando un cierto respeto a la posibilidad
de agotar la masa cocida final; así se fue
educando a los nuevos azucareros en este concepto y
estableciendo como un dogma que la masa cocida final
tenía que confeccionarse entre 60 y 65 de pureza.
En este entorno aparece la centrífuga continua, cuyas
posibilidades son amplias, garantizando purgar
cualquier tipo de masa cocida final y obtener azúcar
de calidad. 5
Pero los valores de pureza de las masas cocidas se
han mantenido aproximadamente iguales a cuando
se usaban las centrífugas discontinuas de bajas revoluciones,
usando solamente las bondades de las
nuevas máquinas para evitar atrasos en el proceso
en las casas de calderas, como se puede apreciar
en la tabla 2. 6
Tabla 2. Pureza de la masa cocida final y
sus mieles durante la zafra del año 2000
Los promedios para la pureza de la masa cocida
final se mantienen en los valores que normalmente
tenían cuando se utilizaba otro tipo de centrífuga,
aunque la pureza de la miel es mayor, lo cual demuestra
que a pesar de haberse introducido una nueva
centrífuga, ha disminuido la eficiencia.
Centro Azúcar 1/2005
19
El tercer factor que limita el agotamiento de la masa
cocida final es la posibilidad material de lograrlo sin
afectar la capacidad de los cristales de azúcar para
agotar el licor madre. Como ya se ha explicado, el
aumento de impurezas en los jugos hace prácticamente
imposible disminuir la pureza de la masa cocida
final con los sistemas de cocción que existen,
pues –generalmente– los valores de pureza obtenidos
son los mínimos posibles bajo estas condiciones,
y cuando se sacrifica la calidad del cristal obtenido
durante la cristalización, alimentando miel de
baja pureza antes de que tenga la consistencia necesaria,
como ocurre en los datos de la tabla 2, se
puede controlar, solo hasta cierto límite, la pureza
de la masa cocida final, pues se ocluyen impurezas
en la red cristalina y así el cristal pierde su capacidad
para agotar el licor madre.
Ante esta situación el tecnólogo se ve imposibilitado
de controlar la pureza de la masa cocida final sin
afectar la pureza de su miel.
CONCLUSIONES
1) La pureza del cristal que se obtiene durante el
proceso de cristalización y preparación de la
base para la masa cocida final es un factor fundamental
para agotar el licor madre.
2) La eficiencia de los sistemas de masas cocidas
que se emplean actualmente para la eficiencia
de los tachos depende del control que se tenga
de la masa cocida B.
3) La diferencia de pureza entre las masas cocidas
y sus mieles fija la estrategia a seguir en la
operación del área de tachos y define su eficiencia.
4) Con las condiciones actuales de las materias
primas la cristalización por enfriamiento ha disminuido
su capacidad para agotar las mieles,
debido al incremento de la viscosidad.
5) A pesar de la introducción de la centrífuga continua
no se ha ganado en eficiencia, pues los
sistemas de masas cocidas que se usan no permiten
agotar la masa cocida final y explotar al
máximo sus posibilidades.

Centro Azúcar 1/2005
FUENTES DE INFORMACIÓN CONSULTADAS
1) Baherhau, J. P.: “El problema del recobrado del azúcar”, Boletín de Información Científico
Técnica, pp. 1-29, MINAZ, Ciudad de La Habana, 1997.
2) García, L. F.; J. Clark: El proceso de fabricación de azúcar crudo en los tachos, Editorial
Ciencia y Técnica, 124 pp., Ciudad de La Habana, Cuba, 1969.
3) Hernández, L. R.: “El esquema de las lagunas de agotamiento para la operación de las salas de tachos
de crudo”, tesis doctoral, Dpto. de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería Química y Farmacia,
UCLV, Santa Clara, Cuba, 1991.
4) Kelly F. H. C.; F. R. Mark: “Alargamiento del cristal de sacarosa”, Boletín de Información Científico
Técnica, p. 8, MINAZ, Ciudad de La Habana, Cuba, 1979.
5) Kirhy, D. K.; T. Athertan: Diferenciación de centrífugas continuas. Información dirigida, pp.
1-18, Editorial Pueblo y Educación, Ciudad de La Habana, Cuba, 1977.
6) MINAZ: Manual de operación para la producción de azúcar crudo de caña, Dirección de
Tecnología, Ciudad de La Habana, Cuba, 1995.
7) MINAZ: Informe final de zafra, Dpto. de NMCC, Delegación Prov. del MINAZ, Sancti Spíritus,
Cuba, 2000.
l
Simbología utilizada
MCF: Masa cocida final
MF: Miel final
MCB: Masa cocida B
MB: Miel B
MA: Miel A
M: Meladura
20