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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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