Uso de Hidróxido de calcio en Industria Azucarera

Durante años, la cal ha jugado un papel importante e indispensable en el proceso de producción de azúcar, ya que se adiciona en el proceso de clarificación del jugo de caña para nivelar el pH del medio, aportando alcalinidad, evitando así la inversión de la sacarosa (descomposición en glucosa y levulosa) en un medio ácido.

Uno de los objetivos principales del uso de cal en este proceso, es la remoción de sustancias no azúcares, es decir, un alto grado de impurezas orgánicas e inorgánicas que afectan la cristalización de la sacarosa y, por ende, la calidad final del azúcar.

Los efectos deseados más relevantes de las reacciones de alcalinización son:

a)Precipitación y floculación de componentes coloidales.

b)Precipitación de aniones que forman sales de calcio total o parcialmente insolubles.

c)Degradación alcalina de los azúcares invertidos.

d)Degradación alcalina de la sacarosa.

e)Precipitación de cationes que no sean Ca+².

La técnica comúnmente utilizada para adicionar la cal al proceso, es en forma de lechada y puede realizarse en frío (en el tanque de alcalinización), caliente (después del calentamiento del jugo) o de forma combinada (compuesta).

El uso de cal puede referirse a la adición de hidróxido de calcio (Ca(OH)₂), comúnmente conocido como cal hidratada o apagada, u óxido de calcio (CaO), comúnmente conocido como cal viva, para aportar el medio alcalinizante, pero deben considerarse aspectos de reactividad, porcentaje de principio activo, cumplimiento de variables de inocuidad alimentaria, granulometría, forma de dosificación, temperatura de reacción, tiempo de retención y suspensión, entre otros, para poder elegir cuál de estos dos tipos de cal aportará el mayor beneficio al proceso productivo.

La forma de preparación de la lechada incide directamente en el porcentaje de eficiencia que tendrá el proceso de clarificación, por ello la calidad de la cal a utilizar es de suma importancia, porque debe proveer el mínimo riesgo de contenido de carbonatos, óxidos no hidratados, así como un alto nivel de fineza para que la superficie de contacto sea mayor y por ende la reacción sea más eficiente, además que la cal no aporte sustancias tóxicas que pueden crear inconvenientes en las variables de inocuidad alimentaria para el azúcar.

BENEFICIOS DEL USO DE HIDRÓXIDO DE CALCIO PARA EL PROCESO DE CLARIFICACIÓN:

Si bien es cierto que naturalmente la cal viva tiene un mayor contenido de óxido de calcio disponible, porque no ha sufrido el proceso de hidratación, esto no es sinónimo que el proceso de clarificación será más eficiente únicamente por un mayor porcentaje del principio activo, existen otros factores a considerar para obtener una reacción más homogénea y estandarizada, que la cal hidratada ofrece:

La cal hidratada al haber reaccionado previamente con agua es un producto más estable y por ende el esfuerzo en la correcta solubilización del producto durante la preparación de la lechada, será menor.

La energía térmica asociada al hidróxido de calcio actúa como un valor agregado por su capacidad de otorgar un cambio de temperatura más noble en comparación con el óxido de calcio, por  su capacidad calorífica (0.2834) considerando que está directamente relacionado con su composición y propiedades físicas.

La reacción durante la preparación de la lechada será menos exotérmica con cal hidratada y por ende su uso representa un menor riesgo de salud y seguridad ocupacional para los colaboradores que realizan el proceso operativo, adicional que a nivel industrial debe considerarse que la cal viva representa un incremento de temperatura en el equipo y fase donde se aplique el producto.

Derivado de la naturaleza de la cal y su baja solubilidad en agua a temperaturas mayores a la temperatura ambiente, se requiere un tiempo de retención suficiente para lograr una hidratación óptima; al trabajar con cal hidratada esta fase está adelantada versus la cal viva, con la cual podríamos no obtener una correcta hidratación, adicional que representa mayores tiempos para el mismo proceso.

La fineza de la cal hidratada normalmente alcanza mayores porcentajes que la de cal viva, esto debido a la eficiencia del proceso de producción e hidratación, el cual es controlado bajo especificaciones estándar. El grado de fineza del hidróxido de calcio incide positivamente en que la reacción con el jugo sea más eficiente porque la superficie de contacto de partículas es mayor y genera una  precipitación y floculación de componentes coloidales más eficaz.

Al utilizar cal hidratada se tiene un mayor control sobre las dosificaciones que deben realizarse, ya que cuando se adiciona un exceso de óxido de calcio en el proceso, este se incrusta en las tuberías provocando que exista poca transferencia de calor en los equipos y demandando mucho tiempo del material en el proceso.

También es importante tomar en cuenta que respecto a las dosificaciones de cal hidratada versus las de cal viva para el proceso de clarificación del jugo de caña dependen de diferentes factores como:

  • PH inicial del jugo.
  • La eficiencia del proceso de “apagado” cuando se utiliza cal viva.
  • Calidad del agua utilizada para la preparación de la lechada.
  • Entre otros.

La calidad de “Cal Hidratada Tipo Especial para Ingenios” que produce Horcalsa es de alta especificación desde el contenido de óxido de calcio disponible, alto porcentaje de portlandita (sinónimo de proceso de producción e hidratación eficiente), alta fineza y cumplimiento de parámetros de inocuidad respecto a metales pesados como arsénico (As), plomo (Pb) y bario (Ba) y porcentaje de residuo insoluble. Puede ser utilizada en procesos inclusive de potabilización de agua para consumo humano.

Beneficios de utilizar Cal Hidratada Horcalsa Tipo Especial para ingenios en el proceso azucarero:

  • Maximiza la eliminación de azúcares, fosfatos y silicatos.
  • Maximiza la eliminación de coloides por precipitación, floculación y coagulación.
  • Mantiene los jugos con baja turbidez.
  • Minimiza la formación de color.
  • Mantiene el pH adecuado para evitar la inversión de la sacaros y la descomposición de los azúcares reductores.
  • Mantiene disponible el mayor contenido de óxido de calcio.
  • Ayuda a tener menor dosificación y mayor rendimiento de aplicación de lechada o sacarato de calcio.

Por: María de los Ángeles Chan / Gerente CID Cal y Predosificados

mchan@cempro.com