Fabricacion De Azucar

C12H22O11

P.M. : 340

DENS.: 1.5879 gr/cm³ (15º C)

Composición Química Promedio de la Caña de Azúcar.

Componentes Cantidad (%)

Agua 74.50

Fibra:

Celulosa 5.50

Pentosanas 2.00

Arában 0.50

Lignina, Leñoso, etc. 2.00

Total Fibra 10.0

Azúcares:

Sacarosa 12.50

Glucosa 0.90

Fructuosa 0.60

Total de Azúcares 14.00

Cenizas:

Sílice 0.25

Potasa 0.12

Soda 0.01

Cal 0.02

Magnesio 0.01

Ácido Fosfórico 0.07

Ácido Sulfúrico 0.02

Hierro Trazas

Cloro Trazas

Total Cenizas 0.50

Compuestos Nitrogenados :

Albúminas 0.12

Amidas (Asparragina) 0.07

Aminoácidos (Aspártico) 0.20

Ácido Nítrico 0.01

Total Compuestos Nitrogenados 0.40

Acidos y Grasas:

Grasa y Cera 0.20

Pectina y Gomas 0.20

Acidos Libres 0.08

Acidos Combinados 0.112

Total Acidos y Grasas 0.60

ENTRADAS AL PROCESO.

Las entradas al proceso se clasifican en Materias Primas , Insumos y Recursos Naturales.

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Materias Primas.

La materia prima para obtener la panela es la caña de azúcar. Al iniciarse el cultivo se deben tener en cuenta las variedades que mejor se adapten en la zona, para obtener mejores rendimientos por hectárea.

• La Caña de azúcar : es una gramínea de género Saccharum, originaria de Nueva Guinea, traída por Cristóbal Colón a tierras americanas.Las variedades de caña panelera más cultivadas a nivel nacional son : PR-61632, POJ-2878, CO 421, RAGNAR, PR 1141, F-H 507209.

• Constituyentes de la caña de azúcar : la caña esta constituida principalmente por agua, fibra y sólidos solubles (azúcares especialmente). Otros compuestos son : minerales, proteínas, ceras, grasas y ácidos en forma libre o combinada. Entre los sólidos solubles de la caña se encuentran la sacarosa (principal), glucosa y la fructuosa (azúcares reductores o invertidos). Los azúcares se clasifican químicamente como carbohidratos. En la siguiente tabla se presenta una composición química promedio de la caña de azúcar.

Composición Química Promedio de la Caña de Azúcar.

Componentes Cantidad (%)

Agua 74.50

Fibra:

Celulosa 5.50

Pentosanas 2.00

Arában 0.50

Lignina, Leñoso, etc. 2.00

Total Fibra 10.0

Azúcares:

Sacarosa 12.50

Glucosa 0.90

Fructuosa 0.60

Total de Azúcares 14.00

Cenizas:

Sílice 0.25

Potasa 0.12

Soda 0.01

Cal 0.02

Magnesio 0.01

Ácido Fosfórico 0.07

Ácido Sulfúrico 0.02

Hierro Trazas

Cloro Trazas

Total Cenizas 0.50

Compuestos Nitrogenados :

Albúminas 0.12

Amidas (Asparragina) 0.07

Aminoácidos (Aspártico) 0.20

Ácido Nítrico 0.01

Total Compuestos Nitrogenados 0.40

Acidos y Grasas:

Grasa y Cera 0.20

Pectina y Gomas 0.20

Acidos Libres 0.08

Acidos Combinados 0.112

Total Acidos y Grasas 0.60

Fuente: Manual de elaboración de panela y otros derivados de la caña, 1992.

• Sacarosa.

• Glucosa (Dextrosa).

• Fructuosa (Levulosa).

• Inversión.

• Polisacáridos.

• Fibra.

• Acidos orgánicos.

• No azúcares nitrogenados.

• Lípidos.

• No azúcares coloreados.

• No azúcares de la caña que pueden desarrollar color.

• No azúcares inorgánicos.

Sacarosa : es un disacárido formado por la condensación de glucosa y fructosa. Su estructura y configuración estereoquímica son las de -D-glucopiranosil- -D-Fructo-furonásido. Muestran actividad óptica a través de dos de sus tres ejes.

Formula empírica C12H22O11

Peso molecular 340.

Densidad 1.5879 g/cm3 (15 °C)

Temperatura de Fusión 188 °C

Rotación Específica *

* A una concentración de 26 g por 100 cc de agua.

Para la temperatura de fusión se han reportado valores de 160 - 180°C dependiendo de las impurezas. En solución este azúcar es un dextrogiro, es muy soluble en agua. Una solución saturada a 20°C contiene 67.09% por peso.

Glucosa (Dextrosa) : monosacárido de formula empírica C6H12O6 y peso molecular 180.16, son cristales romboides con punto de fusión de 146°C.

Su estructura es D-Glucoriranosa. Es una aldohexosa y se puede cristalizar del agua de las dos formas en que se presenta : y , las cuales están en equilibrio en solución a temperaturas inferiores a 50°C. La -D-Glucosa es la forma más estable y cristaliza en forma de monohidrato C6H12O6.H2O que funde a 83°C.

Es menos soluble en agua que la sacarosa. Las soluciones saturadas contienen 49.4% a 23°C y 54.6% a 30°C en peso de azúcar anhidro.

Fructuosa ( Levulosa ) : la fructuosa tiene la misma formula empírica y el mismo peso molecular de la glucosa pero es una cetohexosa . Este azúcar cristalizado corresponde a la forma o la - D -Fructopiranosa. Es más soluble en agua que la sacarosa, una solución saturada a 20°C contiene un 78.9% de fructuosa. La fructuosa cristalina funde de 102 a 104°C.

Inversión : es la hidrólisis o rompimiento de la molécula de sacarosa en dos moléculas : glucosa y fructuosa.

Sacarosa Glucosa Fructuosa

o

La reacción anterior se conoce como inversión porque produce un cambio de actividad óptica dextrogira propia de la sacarosa a una actividad neta levógira a . Este fenómeno se inicia desde la planta de caña, pero se acentúa después del corte por efectos de temperatura, tiempo y pH. La sacarosa es estable en medio alcalino y los azúcares reductores en medio ácido, por esto el proceso se debe realizar a un pH que no desdoble la sacarosa pero que tampoco destruya los azúcares reductores, porque esto da origen a compuestos de coloraciones oscuras.

Una vez madura la caña inicia la inversión de la sacarosa, esta se puede determinar de dos formas : fijando previamente la edad de corte sin considerar otro factor o utilizar el refractómetro de campo tomando muestras del sexto o séptimo entrenudo del tercio superior (B) y del tercio inferior (A) y si :

• 0.95<B/A<1.0 Caña Madura

• B/A>1.0 Caña Sobremadura

• B/A<0.95 Caña Inmadura

Las cañas inmaduras y sobremaduras influyen negativamente en la calidad de la panela.

Polisacáridos : constituidos principalmente por almidón que se encuentra en el protoplasma de las hojas y en el extremo de los tallos de la caña.

Fibra : está constituido principalmente por celulosa, pentosas, lignina y cenizas. La composición elemental de la fibra se toma como : carbono 47.0 %, hidrógeno 6.5 %, oxigeno 44.0 % y cenizas 2.5 %. A continuación se presenta la composición de la fibra por componentes.

Composición de la fibra de la caña.

COMPONENTES PORCENTAJE (%)

Celulosa 45.0

Pentosas 25.8

Lignina 22.3

Cenizas 3.5

Fuente: Manual de elaboración de panela y otros derivados de la caña. 1992.

Acidos orgánicos : el Acotínico es el que se encuentra en mayor proporción y regula la acidez de la savia; Málico, Oxálico, Cítrico, Succínico y Fumárico.

No azúcares nitrogenados(ácido : proteínas (albúminas, nucleínas y peptonas). Aminoácidos aspártico, glutámico y alanina). El nitrógeno total presente en la % y caña está entre 0.036 y 0.05 principalmente en las hojas y puntas del tallo.

Lípidos : son las grasas y ceras de la misma caña y son constituyentes indeseables del jugo, estos son parcialmente eliminados en la clarificación. El total de lípidos en la caña en base seca es 0.69% en las hojas, 0.38% en los tallos, 0.54% en las raíces y 2.01% en las semillas.

No azúcares coloreados : son los que aportan el color del jugo y se clasifican en :

• Clorofilas (verde).

• Xantofilas (coloraciones amarillas).

• Carotenos (coloraciones amarillas).

• Antocianinas (coloraciones azules, rojas o violetas).

Los tres primeros son insolubles en soluciones azucaradas y pueden ser removidos durante la clarificación.

No azúcares de la caña que pueden desarrollar color : son los que por su reacción o combinación de otras sustancias forman material colorante. Los polifenoles reaccionan con el hierro y el oxígeno para dar origen a compuestos de color oscuro, especialmente en soluciones alcalinas y los aminocompuestos reaccionan con

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