RESIDUOS EN LA INDUSTRIA AZUCARERA

ING. ELEHONORA NEZ LPEZ

UNIVERSIDAD AUTNOMA DE OCCIDENTE

2012

VINAZALa vinaza es un subproducto de la fabricacin del alcohol, que se produce en una media de 14 litros por cada litro de alcohol. Este subproducto es un material muy rico en nutrientes y materia orgnica, siendo sus principales componentes el calcio, el magnesio, el potasio, el fsforo y el nitrgeno, adems de materia orgnica.

PRODUCCINSe produce en una proporcin variable de 14:1, es decir, por cada litro de alcohol se obtienen 14 litros de vinaza. De acuerdo con Ferreira y Montenegro (1987) esta proporcin puede variar entre 10:1 y 15:1.

PRODUCCINRecientemente se han desarrollado cambios en el proceso de fabricacin de alcohol para obtener vinaza ms concentrada; en la Industria de Licores del Valle produce 2.5 lt de vinaza con 55% de slidos totales por cada litro de alcohol producido.

PRODUCCINSe estima que por una tonelada de caa destinada para la produccin de azcar se obtienen alrededor de 45 kg de melaza que pueden producir 12 lt de alcohol (Orlando, 1991) y entre 30 y 156 lt de vinaza segn los contenidos de slidos totales.

COMPOSICINLa vinaza contiene principalmente materia orgnica, potasio (K), azufre (S), magnesio (Mg), nitrgeno (N) y calcio (Ca); sin embargo, esta composicin es variable segn provenga de melaza, jugo o la mezcla de ambos.

Cuadro 1. Composicin qumica de la vinaza segn proceda de jugo, melaza o la mezcla de ambos

FERTLIZACINCon las cinco destileras establecidas en el valle del ro Cauca se tienen alrededor de 1,350,000 litros de alcohol carburante por da con la generacin anual de cerca de 568,500 m3 de vinazas. Con este supuesto, el aporte de Potasio (K2O) sera de aproximadamente 13,758 toneladas por ao (Quintero, 2004); gran parte de esta vinaza se utilizara como fuente de K para reemplazar el cloruro de potasio en la fertilizacin de la caa de azcar.

Preparacin de abonos orgnicosLos altos contenidos de materia orgnica en la vinaza y su aplicacin en residuos de cosecha o en subproductos obtenidos en la elaboracin del azcar incrementan la actividad microbiana que acelera el proceso de descomposicin y reduce el tiempo de la preparacin de abonos orgnicos; igualmente, aumentan los contenidos de potasio, calcio y azufre en el abono orgnico.

APROVECHAMIENTOSe pueden proponer al menos dos caminos para aprovechar la vinaza. El primero de ellos consiste en elaborar metano, un biogs que puede utilizarse como combustible y con el que, incluso, se puede llegar a generar electricidad. La otra opcin es secar la vinaza para producir un polvo rico en protenas y nutrientes que resulta ser un extraordinario fertilizante.

Nuevas tecnologasVinaza Granulada

CACHAZALa cachaza, lodo o torta de filtro resulta de la clarificacin del jugo, donde se eliminan las impurezas, agregando lechada de cal para formar compuestos complejos de alto peso molecular. Fsicamente la cachaza es un material esponjoso, amorfo, de color oscuro a negro, que absorbe grandes cantidades de agua

PRODUCCINSe produce de 30 a 50 Kg. por tonelada de materia prima procesada, lo cual representa entre 3 y 5 % de la caa molida. Este porcentaje y su composicin varan con las caractersticas agroecolgicas de la zona, con el cultivar cosechado, eficiencia de fbrica, mtodo de clarificacin empleado, entre otros factores.

COMPOSICINMejora la estructura superficial del suelo mejorando su infiltracin; es fuente rica de fsforo (P), Calcio (Ca) y Nitrgeno(N), pero pobre en Potasio (K). La materia orgnica que contiene se descompone en CO2 y despus cido carbnico (H2CO3), aumentando la solubilidad del carbonato de Calcio (CaCO3) presente en el suelo, aportando as Calcio (Ca).

COMPOSICINAlgunas fbricas tratan con fosfato al jugo para clarificarlo ms rpido. El contenido de calcio vara con las cantidades de cal empleadas durante la clarificacin del jugo, la cual es usualmente aplicada en dosis altas. Los altos contenidos en nitrgeno se deben a la elevada cantidad de materia orgnica que presenta este residuo. Los bajos contenidos de potasio que exhibe la cachaza es por la gran solubilidad de este elemento, lo cual le permite irse en los jugos.

DIFICULTADESPor su composicin qumica y precio relativamente bajo es atractiva frente a otros productos orgnicos. Sin embargo, por su alto contenido de humedad, por presentar olores desagradables, por su baja relacin peso/volumen (igual a 0,375), por ser fuente de criaderos de moscas y otras alimaas y por tomar combustin espontnea en estado seco al exponerse al sol, muchas centrales tienen problemas de almacenamiento, transporte y manejo.

USOSEn varios pases como Cuba, Puerto Rico, Colombia, Brasil, Trinidad e India, la cachaza es utilizada como fertilizante, en la mejora de algunas propiedades fsicas del suelo. Algunas veces tambin se emplea en alimentacin animal.

USOSA nivel experimental se ha obtenido de este producto de la caa, goma pegante; pintura; agente espumante; carbn activado y compost. Adems se le usa como combustible por la presencia de bagacillo, lpidos y otras sustancias, pero resulta abrasiva por su alto contenido de cenizas (24-41 %). Tambin se emplea con este ltimo fin, por la gran cantidad de gases (metano principalmente) que se producen durante su descomposicin.

USOSEn su mayora, los ingenios disponen de ciertas extensiones de terreno ubicadas en sus cercanas, utilizadas nica y exclusivamente como "botaderos" de cachaza; emplendola tambin como mejoradora de algunas propiedades fsicas y/o qumicas del suelo.

USOSHay pases que estn ensayando la produccin de compost con cachaza, lo cual aumenta la disponibilidad del N antes de su aplicacin y adems se produce metano (biogas), el cual puede ser utilizado como combustible por los ingenios azucareros.

USOSTambin poniendo a fermentar la cachaza en tanques y agregndole fuente inorgnica de N (usualmente sulfato de amonio) para facilitar la fermentacin y al final se obtiene un producto mejor que la cachaza fresca, con mayor contenido de nitrgeno disponible

USOSLa principal limitacin para su uso agronmico es por los costos de transporte debido al alto contenido de humedad (75-80 %) que exhibe la cachaza al estado fresco, lo cual imposibilita darle esta utilizacin cuando hay que transportarla a sitios relativamente distantes de los centrales azucareros. Por ello, las fincas caeras cercanas a los ingenios productores de cachaza son las que tienen mayores posibilidades de emplearla como mejoradora de suelos.

USOSTambin existe la alternativa de utilizarla como agua de cachaza, cuando las aguas de drenaje de los ingenios tienen comunicacin directa con los campos de cultivos.

USOSLos caicultores Cubanos y Brasileros han determinado que transportar la cachaza fresca a distancias mayores a 12 Km., resulta antieconmico. Tal vez en Venezuela esa distancia referencial sea mayor, por los menores costos relativos de los combustibles fsiles. Como referencia, un camin de 3,82 m3 de capacidad puede transportar 2 toneladas de cachaza fresca con 30% de humedad, lo cual da una idea de los altos costos de transporte que representa al usar esta enmienda en estado fresco y en dosis relativamente altas.

Efectos NutricionalesNitrgeno: con altos niveles de cachaza puede haber liberaciones significativas de este nutrimento a partir de los 3 meses de implantado el cultivo, si es incorporada de 6 semanas a 3 meses antes de la siembra. Se desconoce la cantidad de N aprovechable que puede liberar la cachaza en el tiempo, pues esto es controlado por varios factores ambientales, impredecibles, tales como temperatura, humedad y aireacin.

Efectos NutricionalesAlta relacin carbono/nitrgeno (C/N): provoca la inmovilizacin del nitrgeno nativo y el aplicado como fertilizante en el suelo, por parte de microorganismos heterotrficos que proliferan en estos casos. Aplicaciones de cachaza en fechas no indicadas puede retrasar el crecimiento de las plantas, a menos que se agregue una dosis reforzada de nitrgeno (20% adicional). Tambin pudiera ocurrir retraso en la maduracin en el caso de la caa y en consecuencia, disminuir la calidad de los jugos, referido a reduccin de Brix, pureza y sacarosa.

Efectos NutricionalesFsforo: El P contenido en la cachaza es rpidamente disponible y produce un mejor efecto en suelos pobres. Puede resultar ms efectivo que el superfosfato triple, particularmente en suelos donde haya posibilidad de fijacin (suelos cidos y alcalinos). Su efecto residual se puede extender hasta por 3 aos.

Efectos NutricionalesPotasio: Se puede aplicar cachaza como mantenimiento y, en caso de dficit en suelo es aconsejable suplementar con adiciones de fuentes qumicas de este nutrimento.

Dosis de cachazaPara esperar los efectos como fertilizante es necesario aplicar altas dosis de este residuo, lo cual oscila entre 50 y 100 ton/ha de cachaza fresca. La dosis y el aporte de nutrimento de la cachaza al suelo depende de su composicin, la cual vara con las condiciones agroecolgicas de la zona donde se produce la caa, con el cultivar sembrado, mtodo de clarificacin de jugos utilizado, entre otros.

Efectos de la cachaza sobre algunas propiedades fsicas del sueloLos suelos cultivados con caa de azcar sufren sus mayores daos estructurales por la gran cantidad de vehculos (tractores, cargadoras de caa, camiones y cosechadoras) que entran y salen de los campos caameleros, siendo particularmente severo en suelos hmedos y de textura fina.

Efectos de la cachaza sobre algunas propiedades fsicas del sueloSe han reportado numerosas experiencias con cachaza en el mejoramiento de algunas propiedades fsicas del suelo, tales como: tasa de infiltracin, retencin y distribucin de la humedad en el perfil del suelo.

Efectos de la cachaza sobre algunas propiedades fsicas del sueloSin embargo, sus efectos perduran solo unos 2 3 aos; por ello se recomienda, en cultivos semipermanentes como la caa de azcar, mezclar la cachaza con enmiendas qumicas u orgnicas para prolongar sus efectos residuales en el mejoramiento de las propiedades fsicas del suelo.

LIMITACIONES EN EL MANEJO Y USO DE LA CACHAZA:Por presentar olor desagradable, por su baja densidad, por el relativo alto contenido de humedad que exhibe la cachaza al estado fresco, por ser una masa amorfa de difcil manipulacin, por ser fuente de criaderos de mosca y otras alimaas y por tomar combustin espontnea al exponerse por cierto tiempo al sol, este material presenta las siguientes limitaciones, adems de las sealadas anteriormente

LIMITACIONES EN EL MANEJO Y USO DE LA CACHAZA:Cuando la cachaza sale al estado fresco de los centrales azucareros, es ms fcil su transporte al campo al verterla directamente en los vehculos de carga mediante las tolvas de salida de los ingenios; pero se encarecen los costos por el alto contenido de humedad (75-80%) que exhibe en este estado. Por otro lado, usualmente en estos casos se utilizan los camiones denominados "volteos", los cuales, por no ser hermticamente cerrados, ocasionan derrames en las vas, con sus consecuentes efectos contaminantes, particularmente en los centros poblados.

LIMITACIONES EN EL MANEJO Y USO DE LA CACHAZA:cuando la cachaza es aplicada en los campos de cultivo, este material es arrastrado hacia las partes ms bajas del terreno por las aguas de riego o lluvias, sobre todo si esta enmienda no es debidamente incorporada al suelo.

LIMITACIONES EN EL MANEJO Y USO DE LA CACHAZA:Por otro lado, este material toma combustin espontnea en el campo y los suelos tratados suelen incendiarse en forma persistente en el momento de la quema de la caa.

LIMITACIONES EN EL MANEJO Y USO DE LA CACHAZA:Por su bajo contenido de lignina, aumenta su tasa de descomposicin y acelera la produccin de CO2 creando condiciones anaerbicas en el suelo que limita el establecimiento de cultivos, aunque esto no es un problema importante en cultivos de reproduccin vegetativa, tal como la caa de azcar.

LIMITACIONES EN EL MANEJO Y USO DE LA CACHAZAFinalmente, parece ser que la planta de caa de azcar es ms atacada por Diatraea sp., cuando los suelos son tratados con cachaza.

CONCLUSIONES Y RECOENDACIONESla cachaza ha demostrado ser eficaz en el mejoramiento de algunas propiedades fsicas del suelo, pero su efecto es por poco tiempo, por lo que se recomienda mezclarla con una enmienda qumica (yeso, fosfoyeso, azufre, etc). Tambin puede ser mezclada con otros materiales de origen orgnico de lenta descomposicin (rastrojos de cultivos, residuos de cosecha, etc) para prolongar su accin.

CONCLUSIONES Y RECOENDACIONESLa enmienda puede ser empleada como fuente de fsforo, calcio, nitrgeno (incorporndola de 6 semanas a 8 meses antes de la siembra) y magnesio.

CONCLUSIONES Y RECOENDACIONESPor el alto contenido de humedad que exhibe la cachaza al estado fresco (75-80%), se recomienda emplearla en dosis no menores de 50 t/ha, y aplicar niveles superiores a este en la medida que la textura del suelo se presente ms gruesa, hasta un mximo de 100 t/ha; para disminuir los problemas de atascamiento de tractores, arrastre de este material por el agua e incendios del suelo en el momento de la quema de la caa de azcar.

CONCLUSIONES Y RECOENDACIONESDada la alta relacin carbono-nitrgeno, lo cual provoca inmovilizacin temporal del nitrgeno nativo del suelo y el aplicado como fertilizante, se recomienda agregar una dosis reforzada de este elemento cuando la cachaza es aplicada en el momento de la siembra; de lo contrario, incorporarla al suelo de 6 semanas a 8 meses antes de la misma. As tambin se evitan las condiciones anaerbicas que se generan durante la descomposicin de esta enmienda, por la gran cantidad de CO2 que se produce en este proceso, lo cual pudiera afectar la germinacin de la semilla.

CONCLUSIONES Y RECOENDACIONES

A la cachaza se le pueden dar otros usos alternativos: fabricacin de compost, gas metano como combustible (biogas), alimentacin animal, goma pegante, agente espumante y carbn activado.

GRACIAS