INFORME SOBRE EL USO DE SUGAREX EN EL INGENIO JAMAICA EN LAS ZAFRAS DE 1998/99 Y 2000/01
28 de Diciembre de 2001
EInstituto de Investigación de la Industria del Azúcar (Sugar Industry Research institute)
División de Servicios de Planta

ABSTRACTO
Durante varios años, la industria se ha enfrentado a los retos de mejorar la calidad del azúcar. Considerando todos los factores de calidad involucrados, la industria ha perdido millones de dólares debido a penalizaciones y a no haber maximizado las ganancias provenientes de los premios.
El progreso hacia la corrección de éste problema por medio de largos tiempos de operación de los ingenios y de procesamiento de cañas limpias y frescas ha sido muy lento.
Conforme las preocupaciones crecen, un producto orgánico, Sugarex, fue sometido a pruebas en JAMAICA durante las zafras de 1998/99 y 2000/01. Los resultados iniciales fueron realmente alentadores, no solo en términos de una mejorada calidad de azúcar, sino también en una mejor recuperación en planta. Estos resultados son presentados y discutidos.

INTRODUCCIÓN
Durante los últimos varios años, han habido serias preocupaciones sobre la calidad del azúcar que producimos. Esto se da particularmente en relación con los embarques a los Estados Unidos, donde el mercado tiene medidas muy punitivas, especialmente por dextrano cuyo estándar está fijado en 250 MAU o 560 ppm. Como resultado, la industria ha incurrido en penalizaciones que llegan a millones de dólares de los Estado Unidos, exempli gratia:-

Tabla I
Comparación del costo anual de las penalizaciones por dextrano hacia el mercado de los Estados unidos

Mientras que el dextrano es la mayor preocupación, hemos incurrido en penalizaciones adicionales por el color completo sin refinar [whole raw color], por el color afinado [affined color] y por cenizas y hemos fallado en maximizar nuestras ganancias provenientes de los premios por polarización otorgados por valores bajos.

Desde 1997, los refinadores Europeos se han estado quejando sobre estas malas calidades incluyendo el nivel de azúcar invertida (que excede el rango de 0.50 a 0.70 por ciento) y la facilidad de filtración que reduce la capacidad de refinación. La respuesta a estos problemas es que las plantas operen por lo menos el 85% del tiempo, procesando cañas limpias y frescas.

El ingenio JAMAICA es el mayor contribuidor a estos problemas, con niveles de dextrano para el período 1996 al 2001 como se presentan a continuación:

* El resultado del 2000 se debió a la mejor calidad de la caña debido a condiciones de cosecha mejoradas.



Ensayo JAMAICA Zafra 1998/99
Debido a la falta de mejoría de la calidad del azúcar en los ingenios bajo las condiciones existentes, se han utilizado productos químicos en un intento por mejorar nuestra calidad. Uno de tales productos es "Sugarex" el cual fue sometido a ensayo en JAMAICA durante los últimos veinticinco (25) días de la zafra 1998/99.

Los fabricantes de este producto han proclamado las siguientes ventajas:
a) Estabilización de la pureza del jugo de la caña y prevención de la degradación de la sacarosa durante el proceso de molienda.

b) Prevención de la formación de dextrano y de azúcares reductores durante el proceso de molienda por la reducción total / eliminación de los tipos leuconostoc, bacterias presentes en el jugo.

c) Mejora la viscosidad y permito un manejo más fácil de los materiales, lo que acrecienta la recuperación de azúcar.

d) Mejora la calidad del azúcar.


Procedimiento
Con los valores muy altos de dextrano reportados en JAMAICA, se decidió utilizar un tratamiento de "shock" en la estación de molienda a 130 ppm por un día, para luego seguir con la dosis recomendada de 66 ppm en caña o 0.66 Kg por tonelada métrica. Su aplicación fue controlada por dosificadores y aplicada en la trituradora y en el último receptor del jugo de la molienda.


Observaciones
- Calidad del Azúcar A juzgar por los resultados de la calidad del azúcar obtenido, hubo una respuesta positiva inmediata al tratamiento que se inició el 17 de mayo del 99 (ver Tabla II). Se realizan comparaciones para los periodos: cuatro (4) días anteriores al tratamiento, siete (7) días de tratamiento y otros siete (7) días sin tratamiento.

TABLA II
ESTUDIO DE SUGAREX EN JAMAICA

Calidad de la Caña
- Valor de Dextrano El monitoreo del dextrano en la prensa, la trituradora y los jugos mezclados comenzaron cuatro días antes a la prueba (ver resultados en Tabla III).

Tabla III
Comparación de Dextrano en los Jugos

Como se espera, los niveles de dextrano aumentarán en el patio de la caña, resultando en niveles más altos en la trituradora en comparación con el jugo de la prensa.

Para ambos períodos, los resultados indicaron que el nivel de entrada para el jugo de la prensa fue estable, comparado con una reducción en los jugos de la trituradora y los jugos mezclados de 77 y 48 ppm o 47.82 y 37.21%, respectivamente.

Extracción por Molienda
- Caída de la Pureza El período del ensayo coincidió con la reducción en producción debida principalmente a la escasez de caña. Esto debería causar una reducción en la eficiencia de la molienda debido principalmente a un incremento en las pérdidas debido a higiene. Los resultados comparativos se muestran en la Tabla IV


Tabla IV
Reporte de Producción

Utilizando la caída de pureza del jugo de la trituradora al jugo mezclado como indicador, la mejoría sugiere el tremendo efecto que el producto tuvo sobre la higiene del proceso.


Casa Calderas
La recuperación de la planta se determina expresando el pol recuperado en el azúcar como un porcentaje de aquél que entra en caña. Esto puede ser comparado con la eficiencia de la casa calderas (BHE del inglés Boiling House Efficiency), el cual toma en consideración el azúcar disponible basado en la fórmula de Winter y Carp. La comparación de estos datos se expone en la Tabla V.

Tabla V

*F.R.I. es el Índice de Recuperación de Planta; es decir toneladas de azúcar de 96 grados recuperada / toneladas de azúcar de 96 grados recibidas en la caña en muestreo



Observaciones
Los datos del 15 de Mayo, 1999, fueron utilizados como la base para esta evaluación. El porcentaje de Pol en la caña estaba declinando, lo cual impactaría negativamente al procesamiento.

La pérdida de Pol en melaza fue significativamente reducida de 11.44 para la semana que terminó el 15 de Mayo, 1999 a 9.18 el 22 de Mayo, 1999 y un incremento a 11.73 al 29 de Mayo de 1999. Las pérdidas indeterminadas estuvieron en niveles muy buenos. Como resultado, la recuperación de la planta, la eficiencia de la casa calderas (BHE)y el índice de recuperación de planta (FRI) inmediatamente mostraron mejorías significativas. (Ver Tabla V).

Los Resultados del 2000/2001
Utilizando el informe presentado por JAMAICA, éste ha sido mejorado haciéndolo más detallado. "JAMAICA finalizó el año 2000 con uno de los niveles más bajos de dextrano en el azúcar en los tiempos recientes, 150 MAU. Esta reducción fue inusual, considerando que el año anterior, la zafra de 1999, dicho nivel estuvo en 700 MAU."

La zafra del 2000/01 empezó en Diciembre con el dextrano en azúcar en 650 MAU y terminó con un promedio de 576. Se ha mencionado que éste fue un año en el cual la siega típica y las operaciones de planta prevalecieron. La comparación del dextrano en 1998 (un año típico) con el del 2001 se realiza en la figura 1.

Los datos comparativos de la zafra del 2000/01 con la zafra de 1999/2000 se presentan en la Tabla VI.

Tabla VI
Datos comparativos de dextrano 2000/01 con 1999/2000

* MAU calculado a partir de la fórmula MAU = ((PPM - 118) x 0.657)

Esto indica que:
a) el dextrano que ingresó a la trituradora fue 37.81% mas alto que aquel presente en el jugo de caña en el 2000/01, comparado con 12.3% en 1999/2000.

b) los niveles en la trituración fueron 6.38 veces (o 536.38%) mas que aquellos en 1999/00.

c) los niveles en el azúcar fueron 3.83 veces o 284% [mas que aquellos en 1999/00].


Utilizando los datos del 1999/2000 el dextrano en azúcar que sale del proceso, 150 MAU, fue 81.08% del nivel de 185 que ingresó a la molienda en el jugo de trituradora, una reducción de 18.92%. Al extrapolar el nivel del 2000/01 de 1181 MAU bajo condiciones similares, el nivel en el azúcar debió haber sido de 958 MAU. El nivel de 576 MAU reportado indica una mejoría de 382 MAU o 66.32%.

Esta mejoría debe ser atribuida a cambios en el control químico y de proceso durante la zafra. La penalización (al nivel extrapolado de 958 MAU y US$ 430.00 por tonelada de azúcar) sería de US$ 34.39 por tonelada comparada con los US$ 13.06 al nivel de 576 MAU logrado; un ahorro de ($34.39 - $13.06) US$ 21.33 por tonelada.

El mayor cambio en el control de proceso en JAMAICA durante esta zafra fue el uso de Sugarex, el cual fue aplicado durante dos periodos a partir del 30 de Diciembre del 2000 al 10 de Marzo del 2001 y a partir del 10 de Abril del 2001 al 30 de Mayo del 2001, en la molienda de un total de 447,643 toneladas de caña o del 60.04% del total de 745,523 toneladas molidas. Ver la Tabla VII. Se hacen comparaciones adicionales del dextrano en el jugo de prensa y en el azúcar en la figura 2.


Método de aplicación
El producto químico fue administrado después de las primeras cuchillas de caña en el jugo mezclado hasta y en el quinto tanque de jugo de molienda. Esto fue realizado en ambas líneas. El método de dosificación fue por gravedad desde dos tanques de 200 litros, uno para cada línea. La dosis exacta fue regulada con la ayuda de medidores de flujo en cada punto de dosificación.

La dosificación fue realizada durante las 24 horas bajo la responsabilidad de dos personas. Esto se hizo en turnos de 12 horas en cada día de operación. Se requirió que mantengan la tasa de dosificación, según lo prescrito por el laboratorio y que cambien la dosificación de acuerdo con las directrices del Gerente de Control de Calidad. También se les requirió que vuelvan a llenar los tanques y que se aseguren que todas las líneas de dosificación estén libres y sin obstrucción alguna, adicionalmente a otros deberes.

La dosificación del producto químico se vio afectada por los siguientes tipos de problemas:

1) bloqueos
2) bajas dosis de producto químico debido al cambio de tambores, y
3) bomba defectuosa


La naturaleza del producto químico también causó problemas en la dosificación, debido a que los operarios de, y alrededor de, los puntos de dosificación apagaron o disminuyeron el flujo debido a los vapores que emanaban de la mezcla del producto químico con los jugos tibios. Esto causó un impacto a la dosificación promedio.



Resultados

Primera Fase
La primera fase de la dosificación duró desde el 30 de Diciembre del 2000 al 8 de Marzo del 2001. Ocurrieron paros ocasionales durante este período por las razones mencionadas anteriormente.

La dosificación comenzó luego de que los niveles de dextrano en el azúcar mostraron señales de estar en un continuo aumento. El dextrano en el azúcar llegó a un nivel alarmante de 1500 MAU y fue bajado a 220 MAU y 215 MAU dos días después. Con esta tendencia, se decidió entonces empezar a dosificar continuamente debido a que los niveles eran impredecibles. Durante este periodo, los niveles promedio eran 924 ppm a la entrada de la molienda, 1522 ppm o 922 MAU en la trituradora y 494.64 en el azúcar una reducción de 427 MAU o 46.35%.

Durante el período sin Sugarex (Marzo 9 del 2001 a Abril 27 del 2001), se procesó un total de 209,214 toneladas de caña sin tratamiento químico alguno. Los niveles de dextrano fueron de 1760 ppm en el jugo de la trituradora o 1078.79 MAU y 879 MAU en el azúcar, una reducción de 200 MAU o 18.52%.

Fase Final
Esta fase inició el 28 de Abril del 2001 y duró hasta el 30 de Mayo del 2001 con una dilución de 2:1, es decir, dos partes de agua a una parte de Sugarex. Esto se hizo debido a que se dijo que el embarque final era el triple de fuerte.

Durante la fase final de la dosificación, la tasa bajó hasta 43 ppm como resultado de la dosificación de triple fuerza. Esto se traduce a ciento veintinueve partes por millón (129 ppm). Esto, sin embargo, no causó una reducción correspondiente de dextrano en el azúcar. En cifras directas, el dextrano en los jugos a la entrada de la molienda fue de 2181 ppm, el jugo de trituradora de 2635 ppm o 1645 MAU y el dextrano en el azúcar fue de 830.01 MAU. Esto indica una reducción de 824 MAU o 49.82%. Esta fue por mucho la carga más alta de dextrano de toda la zafra. Un contribuyente mayor fue el incremento en la pluviosidad, que resultó en un ingreso de lodo excesivo a la planta, una condición ideal para la proliferación de la bacteria Leuconostoc Mesenteroides.

La mayor dosificación requerida para esta fase introdujo la idea de que la bacteria pueda estar creando resistencia contra el biocida. Sin embargo, la acumulación de la bacteria durante el período sin tratamiento en el sistema debe ser considerada ya que con una dosificación continua, esto hubiera podido ser evitado.

El dextrano promedio del 6 de Junio al 16 de Junio del 2001 fue de 2544 ppm a la entrada, 3435 ppm en la trituradora, 3938 ppm en los jugos mezclados y 1255 MAU en le azúcar. Hubo un incremento notorio en el dextrano a la entrada y un incremento correspondiente en la molienda - el dextrano en el azúcar mostró tan solo una ligera disminución. El Sugarex residual en el proceso durante la molienda de 45,523 toneladas no está considerado. Ver la TABLA VII.


TABLA VII
Cuadro comparativo para los cinco períodos de operación - 2000/01

* Período de tratamiento con Sugarex


Discusión
El incremento en el dextrano que ingresa en la entrada provocó el correspondiente incremento en los niveles de dextrano de los jugos subsecuentes.

El hecho de que no exista un crecimiento exponencial en las moledoras puede ser atribuido directamente al programa de higiene practicado. La planta utilizó el condensado caliente para limpiar los molinos y los filtros DSM siempre que la planta paró por mas de treinta minutos. A pesar de que el nivel de dextrano en el jugo mezclado no está disponible para compararlo con aquél del jugo de la trituradora y del azúcar, existió un impacto positivo adicional del tratamiento de Sugarex según sigue:

a) Polarización / Color W.R. (Completo Sin Refinar) / Color AFF / Almidón / Características de Filtrado / Azúcar Invertida

Como lo demuestran los datos, todos éstos factores de calidad demostraron un movimiento inmediato y positivo con los valores más altos registrados en los períodos de tratamientos estipulados a continuación:

N/A = No disponible
* Períodos de tratamiento


Se adjuntan gráficos comparativos que muestran:

b) Índice de Recuperación en Planta R.F.I. (del Inglés Factory Recovery Index)
Este indicador de la eficiencia de la planta es severamente afectado por la calidad de la caña, el tiempo de operación en planta y el control de procesos. La comparación de los datos para los cinco períodos de operaciones indica:

Para el segundo período, la mejoría en JRCS del 8.16 al 9.39 provocó un incremento de 6.27 unidades de FRI con el uso de Sugarex. Esto resultó en un incremento de la producción de azúcar de 1,889.92 toneladas.

El tercer período mostró un incremento adicional en JRCS pero un decremento significativo del FRI, a un valor inferior al del segundo período. Esto es interesante debido a que éste fue el período de mejor calidad de la caña y el FRI debió haberse mantenido. Esto resultó en una pérdida de producción de 1099.37 toneladas de azúcar con relación a si se hubiese mantenido el FRI en 95.76, comparado con el 90.53 reportado.

En el cuarto período la calidad de la caña disminuyó y el FRI cayó en 8.84 unidades. Esto se dio mientras el dextrano que entraba al proceso era extremadamente alto, haciendo que la recuperación sea mas difícil. Para el quinto y último período, la disminución continuó. Ver Figura 9.


(c) Operaciones de la Casa Calderas
Pureza del Jugo Mezclado / Pol en Jugo Mezclado / Pérdida de Pol en Melazas / Pérdidas Indeterminadas

Al igual que en los datos del FRI el período de mejor desempeño fue el período dos - la primera fase de la aplicación del Sugarex. A pesar de que coincidió con una ligera mejora en la pureza del jugo mezclado con relación al primer período, fue mas bajo que en el período tres cuando se experimentó la mejor calidad de jugo. El BHE llegó a su punto máximo y las pérdidas de Pol estuvieron en su punto mínimo en el período dos. La declinación en el período cuatro (es decir, la última fase del tratamiento) coincidió con la calidad declinante de jugo.

Los datos comparativos se presentan a continuación:
Datos Comparativos de la Casa Calderas

* Períodos de tratamiento con Sugarex

Los datos comparativos del B.H.E. y de las pérdidas indeterminadas se presentan en la figura 10. Cabe destacar la mejoría inmediata y continua tan pronto se inicia el tratamiento en ambas fases.


Conclusión
El peso total de caña tratada fue de 447,643 toneladas, con 150 tambores de producto químico o 30,600 kilogramos de Sugarex que costó US$ 114,750.00, a una dosificación promedio de 68 ppm. Esto se aplicó al 60% del total de caña molida y se llevó a cabo durante 101 días. Los períodos durante los cuales no se dosificó el producto tuvieron mayores niveles de dextrano en el ingreso a planta y en el azúcar producido.

Beneficios
Los beneficios de usar Sugarex pueden ser calificados en términos del ahorro en las penalizaciones por dextrano y en ingreso por los Premios al Pol de la siguiente manera:

Penalizaciones de Dextrano a US$ 430.00/ tonelada de azúcar

* Períodos de tratamiento = promedio de ahorro / tonelada = $ 16.89



Premio por Pol

* Períodos de tratamiento utilizando el período "dos" como un estándar, la mejoría debido al premio promedia $2.84 por tonelada comparado al período "uno" y "tres."


Para la primera fase cuando el FRI mejoró a 95.76, 1,889.76 toneladas adicionales de azúcar fueron producidas. De acreditarse al tratamiento el 50% de este incremento, esto equivale a US$ 406,332.80.

El costo de Sugarex a 11.63 tc/ts y 66 ppm fue de US$ 2.91 por tonelada de azúcar tratada.

JAMAICA terminó la zafra con niveles de dextrano en el azúcar de 576 MAU (SIRI). Este fue un año en el cual imperaron patrones típicos de cosecha y de operaciones en planta.

El producto químico fue totalmente probado durante las operaciones y en ciertos momentos no parecía ser efectivo a niveles mas altos de dextrano. El hecho de que JAMAICA haya terminado la zafra con un nivel de dextrano de 576 MAU, comparado con el promedio en Semana Santa (12 de abril del 2001) resalta el punto de los significativos incrementos en la última parte de la zafra, mismos que fueron fenomenales. Los altos niveles de lodo como resultado de la lluvia y el correspondiente incremento en dextrano ponen énfasis en la importancia de terminar la zafra antes de la Semana Santa para evitar las lluvias. El incremento en la lluvia también provoca in incremento en dextrano y otros factores, los cuales son contra-productivos a la buena operación de la planta y a la alta calidad del azúcar.

El promedio de cinco años de los niveles de dextrano en JAMAICA indican que la tendencia del mismo se dirige hacia la dirección correcta, y esto es hacia abajo. Este año 2001 será la segunda vez en ocho años que los niveles de dextrano caen bajo los 580 MAU, en 1998 el promedio fue superior a los 1,000 MAU.