Procesamiento de remolacha azucarera: ¿qué hacer con los desechos?

El procesamiento de remolacha azucarera es una etapa tecnológica importante en la producción de azúcar. Este producto se utiliza activamente en todo el mundo, como lo demuestran los grandes volúmenes de producción: al menos 168 millones de toneladas por año. Entre los principales productores de azúcar destacan Brasil, India, Unión Europea, Tailandia, China, Estados Unidos y Rusia. En países con climas cálidos, la caña de azúcar se usa como materia prima para la producción de azúcar, y en países con climas más fríos, se usa remolacha azucarera. En este artículo, veremos cómo se lleva a cabo el procesamiento de remolacha azucarera, así como las formas de utilizar los desechos de la industria azucarera.

Procesamiento de remolacha azucarera: las principales etapas del proceso

El proceso de obtención de azúcar de la remolacha incluye varias etapas:

1. Desde el campo, las remolachas se transportan al almacén, pero al mismo tiempo contienen partículas de tierra y otras impurezas. En primer lugar, se lavan los frutos.
2. Después del lavado, las remolachas se cortan en finas virutas.
3. Conversión de remolacha rallada en jugo de remolacha mediante un proceso de difusión. El azúcar pasa de las virutas al agua, el jugo de difusión resultante contiene 12-18% de azúcar. Las virutas en esta etapa se convierten en pulpa.
4. La composición del jugo de difusión contiene no sólo azúcar, sino también otras impurezas que pueden complicar la extracción del azúcar. Por lo tanto, el jugo se purifica mediante reactivos.
5. Espesamiento y filtración del jugo para aumentar el contenido de azúcar en el almíbar resultante hasta un 38-40%.
6. Hirviendo jarabe de azúcar al vacío para producir masa cocida. La masa cocida contiene hasta un 55% de azúcar cristalina y hasta un 7,5% de agua. 
7. Procesamiento de masa cocida en una centrífuga para separar los cristales de azúcar. 
8. «Blanqueo» del azúcar obtenido lavando con agua caliente.
9. Secado, enfriamiento y envasado de azúcar.

Desechos de la industria azucarera

El procesamiento de remolacha azucarera conduce a la formación de subproductos. Éstos incluyen:

• la pulpa – un corte de remolacha azucarera, de la cual se extraditaron sustancias útiles;
• la melaza es un líquido viscoso de color marrón oscuro con un olor desagradable.

La pulpa y la melaza no pueden simplemente tirarse o dejarse en los campos, ya que pueden conducir a una violación de la integridad del sistema ecológico, que tardará varios años en recuperarse.Por tanto, los residuos de la industria azucarera se utilizan de diferentes formas. Por lo tanto, la pulpa se puede utilizar como alimento para el ganado o como materia prima para la producción de biogás y pectina. La melaza también se utiliza en el proceso de alimentación de animales de granja, por ejemplo, en la fabricación de piensos compuestos como ingrediente aglutinante.

Procesamiento de pulpa con extracción de pectina

Uno de los usos beneficiosos de la pulpa es extraer pectina. La pectina se consume más activamente en la industria de la confitería, donde se utiliza como aditivo alimentario en la producción de dulces, malvaviscos, helados, mermeladas y productos de gelatina. En medicina, las propiedades de la pectina están involucradas en la limpieza de las células del cuerpo humano de sustancias nocivas, incluidos los elementos radiactivos. Sobre la base del uso beneficioso de la pectina, su producción a partir de los desechos de producción está bastante justificada. La materia prima para la producción de esta sustancia, además de la pulpa de remolacha (contenido de pectina hasta el 30%), también son residuos del procesamiento de manzanas (hasta un 20%), cítricos (hasta un 14%), alcachofa de Jerusalén (hasta 12%) y girasol (hasta 24%). El procesamiento de remolacha azucarera proporciona una materia prima prometedora para la producción de pectina. 

Ahora se ha desarrollado la tecnología para producir pectina, que consta de tres etapas secuenciales:

1. Extracción de pectina de la pulpa mediante hidrólisis.
2. Precipitación de pectina del extracto resultante.
3. Secado y purificación de pectina de impurezas.    

Como en el caso del procesamiento de remolacha azucarera, cuando la eficiencia de las tecnologías aplicadas determina la cantidad de azúcar extraída de la materia prima, las tecnologías y equipos utilizados determinan la cantidad de pectina extraída de la pulpa de remolacha. Pero siempre está la tarea de obtener la máxima cantidad de un producto útil a partir del mismo volumen de residuos de la industria azucarera.

Perspectivas para el uso de aparatos de la capa vórtex en el procesamiento de pulpa de remolacha

La experiencia de nuestra empresa muestra que la preparación preliminar de las materias primas antes del procesamiento con el aparato de la capa vórtex conduce a mejores resultados. Para el caso de la extracción de pectina de pulpa de remolacha, esta hipótesis fue confirmada por E. Mikheeva y otros. [2017].

¿Qué es un aparato de la capa vórtex y cómo funciona? Estructuralmente, el aparato de la capa vórtex es un inductor para crear un campo electromagnético giratorio, en el que se coloca una cámara de trabajo hecha de material no magnético. En esta cámara se vierten partículas ferromagnéticas, que tienen forma de agujas. Cuando se aplica la tensión al devanado del inductor, las partículas ferromagnéticas se ponen en movimiento por un campo electromagnético, mientras que las trayectorias de movimiento son bastante complejas, porque las partículas chocan constantemente entre sí, con las paredes de la cámara de trabajo y con las partículas del sustancia procesada, que en nuestro caso es pulpa de remolacha.En la cámara de trabajo surgen varios factores y fenómenos que tienen un efecto beneficioso sobre la sustancia procesada. Estos son la influencia de un campo electromagnético, contacto directo de partículas ferromagnéticas con pulpa, vibraciones acústicas, etc. Como resultado, se lleva a cabo la mezcla y la trituración simultáneas del producto, procediendo de manera muy intensa. En la mayoría de los casos, unos segundos o decenas de segundos son suficientes para obtener un efecto positivo, mientras que en otros molinillos y activadores, procesos similares duran decenas de minutos y horas.

Resultados de un experimento sobre la extracción de pectina de pulpa de remolacha

Como parte del experimento, utilizamos pulpa de remolacha granulada con un contenido de humedad de 11.08%. Esta pulpa se colocó en la cámara de trabajo del aparato de la capa vórtex y se procesó durante 15 segundos. Después del pretratamiento, se utilizó pulpa de remolacha como materia prima para la extracción de pectina según el esquema de hidrólisis ácida – filtración – concentración de la solución – separación y secado. Se utilizó el mismo esquema para la pulpa que no se pretrató en el aparato de la capa vórtex. 

Los resultados obtenidos indican que el tratamiento preliminar de pulpa de remolacha granulada en el aparato de la capa vórtex de partículas ferromagnéticas para el caso considerado aumentó el rendimiento de pectina en un 28,5%, lo que es un muy buen resultado.

Procesamiento de remolacha azucarera y aparato de la capa vórtex

Los resultados experimentales nos permiten plantear otra hipótesis, según la cual el aparato de la capa vórtex se puede utilizar para obtener jarabe de remolacha azucarera para aumentar el rendimiento de azúcar en un 10-20%. Lograr este efecto es posible gracias a la completa destrucción de las células vegetales y a un proceso de extracción más eficiente.

Si está interesado en el posible uso de los aparatos de la capa vórtex en el procesamiento de remolacha azucarera o la extracción de pectina de pulpa de remolacha, así como en la realización de experimentos, contáctenos en uno de los contactos disponibles en la sección correspondiente del sitio.