Por: Abel Cruz Adame – cruzada67@yahoo.com.mx

Leonardo Martínez Carrasco – viper66186@hotmail.com

El objetivo del presente trabajo es dar a conocer lo que se realizó en Ingenio El Refugio, S.A. de C.V. en cuanto al Secado de Hornos de Calderas con Bloques de Bagazo Compactado en lugar de leña de árboles. Dicho trabajo se realizó previo al Inicio de molienda de la zafra 2018/2019 con Bloques de Bagazo Compactado (sobrado de la zafra anterior 2017/2018), como una más de las alternativas de dicho subproducto. Esto se realizó pensando en NO A LA TALA DE ÁRBOLES, y en el impacto ecológico que esto representa en el ambiente. Reduciendo los costos fijos de adquisición de “leña” en el Ingenio (pudiendo ser árboles frutales y maderables). Ya que es de todos sabido que se necesita de un material que sirva para secar los Hornos de las Calderas, previo al arranque ó inicio de molienda.

Palabras clave: bagazo húmedo compactado, calderas ingenios, secado de hornos.

Desde hace muchos años, se ha visto en los Ingenios Azucareros de México, que todas las calderas sean de diseño antiguo o moderno cuentan con partes de materiales refractarios que actúan como aislantes térmicos y como sellantes de todas las hendiduras, huelgos, etc. en las distintas partes de la caldera. Mediante esto se logra una adecuada estanqueidad y se impide la salida de gases al exterior o el ingreso de aire frío a la caldera.

El Secado es el proceso mediante el cual la humedad que se encuentra en estado líquido dentro del material pasa a estado gaseoso y se escapa al medio ambiente. Es por eso que los refractarios deben ser secados cuidadosamente a fin de evitar calentamientos rápidos que originen un secado no uniforme y tensiones térmicas en el mismo, que pueden conducir a la aparición de fisuras y/o grietas que darán lugar a la infiltración de aire al circuito de gases calientes. El refractario fisurado implica una reducción de su capacidad de carga y una vida útil disminuida.

El bagazo de la caña de azúcar es el subproducto más importante de la industria azucarera, está formado por bloques de fibra y otros elementos estructurales como vasos, parénquima y células epiteliales que coloquialmente se denominan médula, contiene aproximadamente 50% de celulosa, 25% de hemicelulosa y 25% de lignina, estas características le brindan la viabilidad para ser empleado en diversas áreas: como biocombustible, sustrato para procesos microbianos para la obtención de productos de alto valor agregado como proteínas para el enriquecimiento de la dieta animal, enzimas, aminoácidos, ácidos orgánicos y producción de compuestos de importancia farmacéutica (Parameswaran, 2009).

MATERIALES Y MÉTODOS

El bagazo de la caña de azúcar.

caña, el remanente de los tallos después de ser extraído el jugo azucarado que ésta contiene, por los molinos del ingenio. El uso tradicional y más difundido del bagazo es en la producción de vapor mediante su combustión en las calderas del propio ingenio. Estudios realizados, acompañados de la experiencia industrial acumulada en los años más recientes, han demostrado la viabilidad de satisfacer las demandas energéticas de los ingenios, con prácticamente la mitad de su bagazo, quedando un sobrante factible de ser empleado en más de cuarenta aplicaciones demostradas, de las cuales las más relevantes son la producción de celulosa y papel, tableros, etanol, alimento animal y furfural.

En numerosas referencias de la literatura elaborada por investigadores, aparecen los diferentes elementos morfológicos del bagazo y las proporciones. Se plantea que al agrupar las fibras de la corteza y las fibras cortas del interior del tallo en una sola fracción denominada fibra o fibra útil, queda una segunda fracción formada por la médula y una tercera que aglutinan finos, tierra y solubles. El contenido de fibra de bagazo integral (b .s.) es alrededor del 60 % y la médula en el orden del 30 %. El 10 % restante corresponde a la tercera fracción antes señalada.

Equipos

  • 1 Compactadora de bagazo
  • 1 Gato hidráulico
  • 1 Tambor para humectar el bagazo
  • 1 Bieldo
  • 1 Carretilla

Composición física del bagazo de caña

Físicamente, el bagazo está constituido por cuatro fracciones, cuya magnitud relativa está en dependencia del proceso agroindustrial azucarero.

Composición química del bagazo de caña

El bagazo es llamado sucesivamente, por bagazo del 1º terno, 2º terno, etc. El Bagazo del último terno es llamado bagazo final o simplemente bagazo.

  • Carbono (23%)
  • Oxigeno (22%)
  • Hidrógeno (3%)
  • Cenizas (2%)
  • Agua (50%)

Composición media

  • Humedad (50%)
  • Fibra (46%)
  • Brix (sólidos solubles en agua 2%)
  • Impurezas minerales (2%)

Composición de la fibra

  • Celulosa (48%)
  • Hemicelulosa
  • Lignina (mayor poder calorífico) 12%

Calor específico y capacidad calorífica

combustibles y para el caso del bagazo, depende principalmente de la humedad, el contenido de azúcar, el contenido de cenizas y la variedad de la caña.

Poder Calorífico de los Bloques de Bagazo

Las pacas se forman por método de compactación hidráulica (gato hidráulico) sin material de unión. El tamaño de la paca es de 40 cm x 30 cm x 20 cm y el grado de la compactación varía según las necesidades propias de operación. Seleccionando un tamaño de paca apropiado y apilándolas con espacios de aire entre ellos, ha sido posible controlar la acumulación de calor en las pacas y para permitir la circulación de calor y aire para secar el bagazo del 50% a aproximadamente 43% de humedad.

Produce un combustible con poca humedad y un alto valor calorífico que puede usarse como sustituto del carbón. El bagazo primero debe ser remojado con agua para mejor compactación y se mantenga la humedad hasta su uso.

RESULTADOS Y CONCLUSIÓN

El trabajo consistió básicamente en 3 etapas:

1. Comparar el trabajo de secado con leña de árbol (mango) y con un bloque de bagazo compactado. Se hicieron las pruebas con fuego en 3 casos, la primera con los bloques de bagazo compactado, la segunda con briquetas de bagazo compactado y la tercera con bagazo normal de producción. Se observó que el que más tiempo hizo de brasa fue el bloque de bagazo compactado, con 14 horas.

2. Comparar el trabajo de secado con leña de árbol (mango) y con un aproximado de 100 bloques de bagazo compactado. La primera prueba se realizó previo al inicio de zafra 2017/2018, las cuales se procedió a poner en hornos distintos de una caldera, la misma cantidad en volumen de leña que de bloques de bagazo. Se tomó para dicha prueba el mismo tiempo para el secado acostumbrado en el Ingenio. El resultado observado fue satisfactorio, quedando que para la siguiente zafra se realizaría el secado de hornos sólo con los Bloques de Bagazo Compactado.

realizar el secado total en las 3 Calderas con que cuenta el Ingenio se fabricaron 1,200 piezas de bloques de bagazo compactado, en un periodo de 4 días de secado.

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos después de analizados y evaluados, se determinó que el bagazo con el que se contaba con características propias de humedad por el tiempo en reposo, aunado a la fuerza de compactación ejercida en la elaboración de los bloques, fue un parámetro determinante tanto para el proceso, como para el tiempo de secado en las calderas con las brasas que la humedad le favorecían, para alcanzar una misma densidad y combustión, y la brasa se prolongue. Cuando el material está húmedo necesita más fuerza específica aplicada que cuando está seco. Además, al estar húmedo facilita comparativamente su transportación.

REFERENCIAS

Carlos O. Alderetes. “Calderas a Bagazo – Proyecto, Operación y Mantenimiento”. Edición del Autor. 528 – 529 pp. (2016). Parameswaran B. (2009) Sugarcane Bagasse. In: Singh nee’ Nigam P., Pandey A. (eds) Biotechnology for Agro-Industrial Residues Utilisation. Springer, Dordrecht. DOI https://doi.org.ezproxy.cdigital.uv.mx:8443/10.1007/978-1-4020-9942-7_12 . ISBN On line: 978-1- 4020-9942-7.

Oscar Almazán del Olmo, Aracelia Hernández Gutiérrez, María Antonieta Brizuela Herrada, Ofelia Carvajal Cabo, Guillermo Néstor Arias Polo. “El Bagazo de la Caña de Azúcar – Conocimiento y Potencial” ICIDCA 21 – 22 pp. (2013).

Triana, O. Leonardo M. Saavedra. “Atlas del bagazo de caña de azúcar “ GEPLACEA, PNUD, ICIDCA, 37 – 45 pp. (1990 ).

http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/825/66288G215ep.pdf;jsessionid=67806B9997D1ED4B77F2C6C00FFFEC11?sequence=1. Rosa Virginia Garcés Paz, Sandra Viviana Martínez Silva. “Estudio del Poder Calorífico del Bagazo de Caña de Azúcar en la Industria Azucarera de la Zona de Risaralda”