UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES

PLANTEL: ZARAGOZA

INGENIERÍA QUÍMICA

LABORATORIO DE TALLER DE PROYECTOS

PROYECTO:

ANÁLISIS DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE AZÚCAR A PARTIR DE CAÑA

PROFESORA: ANA LILIA MALDONADO ARELLANO

GRUPO: 4412

EQUIPO: ARREGUIN ACEVES KARLA ITZEL

BARRERA MORENO YATXERI ARIZAI G.IBARRA SALGADO EDUARDO

RENDÓN SILVA DÉBORA EDITHRUÍZ QUIROZ NESTOR CÉSAR

INDICE

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INTRODUCCION

i. ANTECEDENTES

1.1 HISTORIA DEL CONSUMO DE LA CAÑA

1.2 MANEJO Y SELECCIÓN DE LA MATERIA PRIMA

1.2.1 CONSTITUYENTES DE LA CAÑA DE AZUCAR

1.2.2 EXIGENCIAS DE CULTIVO

1.2.3 COSECHA

1.3 REGIONES PRODUCTORAS Y SU CONTEXTO ECONOMICO

1.3.1 INTERNACIONALES

1.3.2 NACIONALES

1.3.2.1 ASPECTOS PRODUCTIVOS DE FÁBRICA Y

CAMPO

1.4 IMPACTO SOCIO-ECONOMICO

1.5 IMPACTO AMBIENTAL

ii. PROCESOS INDUSTRIALES

2.1 PROCESO Y OBTENCIÓN DE AZÚCAR A PARTIR DE CAÑA

2.1.1RESUMEN

2.1.2 LA COSECHA

2.1.2.1 COSECHA A QUEMA DE CAÑA

2.1.3 TANSPORTE Y LIMPIEZA

2.1.4 MOLIENDA Y COMPRESIÓN

2.1.5 PRELIMPIEZA DEL JUGO CRUDO

2.1.6 CLARIFICACION

2.1.6.1 REACCIONES DURANTE LA CLARIFICACIÓN

2.1.7 EVAPORACION Y CONCENTRACION

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2.1.8 CRISTALIZACION

2.1.9 CENTRIFUGADO (SEPARACION)

2.1.10 AZUCAR ESTANDAR

2.1.11 REFINADA

2.1.12 SECADO

2.1.13 ENVASADO

2.1.14 MAQUINARIA PRINCIPAL

2.1.15 GRADOS BRIX

2.2 NORMATIVIDAD

2.2.1 NORMAS DE HIGIENE Y CALIDAD

2.2.2 NORMAS DE SEGURIDAD

2.2.3 NORMAS DE ESPECÍFICAS PARA LA INDUSTRIA

AZUCARERA

2.3 VARIABLES EXPERIMENTALES DEL PROCESO (EXPERIMENTACION)

2.4 BALANCE DE MATERIA

2.4.1 TABLA DE CORRIENTES DEL BALANCE DE MATERIA

iii. ESTUDIO DE MERCADO

3.1 EVOLUCION DEL MERCADO DE AZUCAR

3.1.1 LA AGROINDUSTRIA DE LA CAÑA DE AZUCAR EN MEXICO

3.1.2 SUPERFICIE INDUSTRIALIZADA Y PRODUCCION DE CAÑA DE

AZUCAR

3.1.3 PRODUCCION DE AZUCAR

3.1.4 PRODUCTIVIDAD

3.1.5 SEGURIDAD ALIMENTARIA

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3.1.6 CONSUMO DE LOS EDULCORANTES EN MEXICO

3.1.7 LOS FACTORES DE PRODUCCION Y LA INNOVACION

3.2 LA AGROINDUSTRIA DE LA CAÑA DE AZUCAR EN EL CONTEXTO

GLOBAL

3.2.1 INCREMENTAR LA PRODUCTIVIDAD

3.2.2 SUSTENTABILIDAD DE LA AGROINDUSTRIA DE LA CAÑA DE

AZUCAR

3.3 DEMANDA Y OFERTA

3.4 PRECIOS

3.4.1 EL PRECIO DE LA CAÑA DE AZUCAR EN MEXICO Y SU INFLUENCIA EN EL PRECIO DEL AZUCAR

3.4.2 EVOLUCION DEL PRECIO DEL AZUCAR

3.4.3 PRECIOS ACTUALES

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCIÓN

El azúcar es un producto de gran importancia para el consumo humano por su alto contenido energético. El azúcar proporciona en promedio el 12% de los hidratos de carbono, elementos productores de energía en el cuerpo humano.

El desarrollo de la industria azucarera a nivel mundial ha evolucionado para constituirse en una importante agroindustria, generando empleos y divisas para los países productores y exportadores. La caña de azúcar es la tercera fuente de divisas después del petróleo y el café para los países agrícolas productores en Latinoamérica y el Caribe.

En México la industria azucarera es históricamente una de las más importantes, debido a su relevancia económica y social en el campo; genera más de dos millones de empleos, tanto en forma directa como indirecta; se desarrolla en 15 entidades federativas y 227 municipios, alcanzando una producción cercana a los 5 millones de toneladas de azúcar con un valor cercano a los 27 mil millones de pesos, aportando 11.6% del PIB del sector primario y 2.5% del PIB manufacturero.

No obstante el valor histórico, social y económico del azúcar en México, hoy en día esta industria enfrenta cambios en los patrones de consumo por cuestiones de salud y una creciente sustitución y consolidación (por volumen y precio) de otros edulcorantes como el JMRF y los No Calóricos, que en recientes años han logrado penetrar en el consumo industrial y de los hogares. Por todo lo anterior, hemos fijado nuestra atención en la producción de azúcar teniendo como objetivo la documentación y análisis de la evolución de la situación reciente del sector azucarero en México; haciendo también un enfoque en el proceso que se realiza para obtener el azúcar como producto final.

En el primer apartado, se presentan los antecedentes que nos ilustrarán acerca de la historia del consumo, selección y manejo, cosecha y regiones productoras de caña de azúcar (en el contexto nacional e internacional), precisando la evolución de su producción, consumo, precios y el papel que juegan los principales productores en el mundo.

En el segundo apartado, se analizan los aspectos tecnológicos de la agroindustria así como el proceso de producción paso a paso con su respectivo diagrama de flujo y balance de masas. En la tercera sección se considera la política industrial y comercial en conjunto con el análisis de la política nacional y costos.

Finalmente, se presentan las conclusiones.

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RESUMEN

El origen de esta planta es en Asía, fue conocida y transportada por los árabes a distintas parte de África, Europa y especialmente en la India. A finales de 1493, cuando Colon llego por segunda vez a América, entre una gran variedad de animales y vegetales, introdujo lo que ha sido denominado como el “más grande regalo del Viejo al Nuevo Mundo – la caña de azúcar”. De esta forma se considera que el salto de la caña de azúcar a través del Atlántico fue un hecho en el que intervinieron navegantes, conquistadores, colonizadores y frailes procedentes de la Península Ibérica.

Desde los inicios de los cultivos de la caña en América desde la primera mitad del siglo XVI, el aprovechamiento de esta como materia prima para la elaboración de un edulcorante de elevado contenido energético, el azúcar, se ha realizado de manera ininterrumpida y cubriendo grandes espacios a lo largo y ancho del Nuevo Continente. La expansión por el territorio mexicano puede explicarse, no solo por haber encontrado condiciones favorables climáticas, edafológicas y ambientales en general, sino por un sostenido incremento en la demanda por parte de los colonos y el elevado precio del azúcar.

El tronco de la caña de azúcar está compuesto por una parte solida llamada fibra y una parte liquida (jugo) que contiene agua y sacarosa. En ambas partes también se encuentran otras sustancias en cantidades muy pequeñas. Para crecer exige un mínimo de temperatura desde 14° a 16° C. La temperatura óptima de crecimiento parece situarse en torno a los 30°C con humedad relativa alta y buen aporte de agua; se adapta a casi todos los tipos de suelos.

De manera superficial y sencilla se menciona la actividad de cosecha, que se realiza a 12 meses después de la siembra cuando se cultiva de forma anual, pueden hacerse ciclos de 18 meses para obtener mayores rendimientos por hectárea y la dilución de los costos en más tiempo de producción. La época de cosecha que varía de 3 a 6 meses es conocida como zafra esta se realiza cuando la caña alcanza el máximo peso y el óptimo contenido de azúcar. El cañaveral se quema antes y los tallos se cortan al ras del suelo, eliminando el cogollo. El azúcar es uno de los productos básicos de consumo, su producción se realiza en ingenios a partir de los jugos de la caña, mientras que sus hojas y tallos se utilizan como forraje para el ganado.

La caña de azúcar es el principal cultivo de México, su cosecha se lleva a cabo en 665,000 hectáreas que ocupan a 2.5 millones de personas. Existen 60 ingenios azucareros que se distribuyen en cinco regiones y 15 estados (hasta 2013).

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Actualmente, a nivel mundial México es el sexto mayor productor de azúcar de acuerdo con el Departamento de Agricultura de Estados Unidos de América (USDA, 2012). La agroindustria de la caña de azúcar del país representa 11% del valor del sector primario, 2.5% del Producto Interno Bruto (PIB) manufacturero y 0.4%del PIB nacional, por lo que genera más de 450,000 empleos directos y beneficia a más de 2.2 millones de personas (CNIAA, 2010). En México el promedio de rendimiento obtenido por cada hectárea sembrada con caña, está alrededor de 70 toneladas a un precio promedio de 350.00 dólares, el productor cañero, obtiene un ingreso bruto de $ 24,500.

La agroindustria de la caña de azúcar o azucarera es una actividad productiva de gran importancia social, cultural, política y económica; su valor es de 3 mil millones de dólares anuales, lo que representa 11.6 por ciento del total de las materias primas agroindustriales. Sin embargo, en México el aprovechamiento de la caña de azúcar se reduce a la obtención de azúcar crudo (tipo estándar), refinado y etanol, cuya productividad ha disminuido durante la última década. El balance de los factores para el periodo 1999-2009 destaca, en términos generales, que la agroindustria azucarera mexicana no puede ser competitiva a escala internacional, regional y nacional debido al decremento generalizado de los factores de producción, recursos y capacidades. La falta de competitividad de la agroindustria azucarera mexicana le permitirá persistir siempre y cuando se mantenga en las mismas condiciones, debido a la falta de productos diferenciados y a su esquema productivo tradicional, lo cual se prevé que sea sólo en un plazo medio. Los factores de producción sobre los que México basa su competitividad son la disponibilidad de materia prima al contar con tierra cultivable para la caña, el clima y la mano de obra barata. Esto implica una ventaja comparativa pero no competitiva. Por lo que la agroindustria azucarera por fuerza requiere un modelo de desarrollo que represente los pasos que debe seguir este sistema, para transitar de un modelo histórico estructural a otro, por medio de una transformación en sus paradigmas de competencia, con el fin de adaptarse a las nuevas condiciones del mercado.

El tema de la contaminación ha venido a convertirse en uno de los más considerados en la actualidad, por su trascendencia vital para la humanidad. A pesar de la importancia económica, social, industrial y alimentaria que representa la industria azucarera en nuestro país, los ingenios azucareros son altamente contaminantes del medio ambiente por los procesos tan obsoletos que al día de hoy se siguen utilizando desde las labores en campo hasta los procesos de fabricación del grano de azúcar. Surge entonces la necesidad de abordar este tema para poder conseguir alternativas que brinden soluciones sustentables para este problema actual.

El proceso de producción de los tres tipos de azúcar,(mascabado, estándar y refinada), parte de un mismo principio que es la caña de azúcar a la cual se le

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aplican distintas operaciones unitarias con el fin de obtener un producto deseado que es la sacarosa cristalizada, ya sea mascabado o las otras dos. En este proceso industrial que se lleva a cabo en una fábrica conocida como ingenio, el cual se encarga a partir de la cosecha de la caña de azúcar, para proseguir con un lavado de la caña, después se tritura y comprime para obtener un jugo, este jugo se clarifica y se filtra para obtener el jugo clarificado, el cual contiene cerca de 85% de agua 15% de solidos suspendidos, este jugo se evapora en un tren de evaporación, obteniendo la meladura, que es un concentrado de 65% sólidos y 35% agua, la meladura se introduce en unos recipientes cristalizadores para obtener como producto el mascabado, y posteriormente con un lavado obtener la azúcar estándar y mediante otro proceso obtener el azúcar refinada.

OBJETIVOS

Conocer el proceso de producción de azúcar estándar a partir de la caña

de azúcar

Investigar la oferta y demanda nacional del azúcar estándar

Realizar un balance de materia con base en la producción reportada de un ingenio azucarero

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I. ANTECEDENTES1.1 HISTORIA DEL CONSUMO DE LA CAÑA

El origen de esta planta gramínea, conocida como caña de azúcar, cañadulce o cañamiel (del latín medieval canna mellis o cannamella), es en Asía, esta fue conocida y transportada por los árabes a distintas parte de África, Europa y especialmente en la India, esto debido a las continuos movimientos migratorios, invasiones y el comercio.

La producción de azúcar se extendió desde el Mediterráneo hasta la Península Ibérica, dentro de la cual los reinos de Valencia y de Granada se destacaron por ser las regiones de mayor producción.

A finales de 1493, cuando Colon llego por segunda vez a América, entre una gran variedad de animales y vegetales, introdujo lo que ha sido denominado como el “más grande regalo del Viejo al Nuevo Mundo – la caña de azúcar”. De esta forma se considera que el salto de la caña de azúcar a través del Atlántico fue un hecho en el que intervinieron navegantes, conquistadores, colonizadores y frailes procedentes de la Península Ibérica.

Una vez trasladada al nuevo mundo, los lusitanos llevaron la caña a Brasil y los hispanos a las Antillas y a otras zonas del Norte y Sudamérica; así el azúcar se estaba convirtiendo en una materia prima cuyo suministro y refinamiento eran administrados cada vez más por los poderes europeos a medida que la población comenzó a consumirla en cantidades cada vez mayores.

La apetencia hacía el dulzor, incluso de los mismos indígenas, determino que la caña se diseminara al ritmo con que se expandían las fronteras de la conquista.

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La formación de una “Sacarocracia” y el sistema cañamelero impulso el proyecto azucarero que paulatinamente diversifico las producciones derivadas (aguardiente, panela y miles) lo cual modifico la comercialización a nivel regional.

La plantación de caña de azúcar y su beneficio en las haciendas de la Nueva España y el sistema productivo basado en ellas, puede definirse como: “unidades productivas basadas en el trabajo de una mano de obra, esclava o indígena, al servicio de un mercado internacional altamente competitivo y dirigidas por una permanente búsqueda de la eficiencia”. Así mismo, la hacienda se define como: “una empresa agrícola autosuficiente dedicada a la manufactura de azúcar de forma artesanal con un número ilimitado de esclavos y sobre la mano de obra indígena con un comercio regional y extra regional”.

Desde los inicios de los cultivos de la caña en América desde la primera mitad del siglo XVI, el aprovechamiento de esta como materia prima para la elaboración de un edulcorante de elevado contenido energético, el azúcar, se ha realizado de manera ininterrumpida y cubriendo grandes espacios a lo largo y ancho del Nuevo Continente. La expansión por el territorio mexicano puede explicarse, no solo por haber encontrado condiciones favorables climáticas, edafológicas y ambientales en general, sino por un sostenido incremento en la demanda por parte de los colonos y el elevado precio del azúcar hasta 1600 que alentó sustancialmente el crecimiento de la producción tan solo a tres años de la caída de Tenochtitlan.

Durante el siglo XVII, la producción de azúcar en las regiones de Morelos, Veracruz, Michoacán, Jalisco, Oaxaca, Nuevo León y San Luis Potosí, aun no estaba consolidada en unidades agroindustriales integradas verticalmente, sino que se practicaba el sistema de colonato, que permitía que los indígenas cultivaran caña y vendieran su cosechas a los mercados de los poblados como comestibles, como leña de los montes como combustible, una parte a los grandes ingenios incorporados a las haciendas y por otra, a una extensa red de pequeños trapiches de rangos de producción muy variados que elaboran piloncillo, panela, panocha y se destilaba aguardiente (prohibido hasta 1796).

1.2 MANEJO Y SELECCIÓN DE LA MATERIA PRIMA

1.2.1 Constituyentes de la Caña de Azúcar

El tronco de la caña de azúcar está compuesto por una parte solida llamada fibra y una parte liquida (jugo) que contiene agua y sacarosa. En ambas partes también se encuentran otras sustancias en cantidades muy pequeñas. Las

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proporciones varían de acuerdo con la variedad (familia) de la caña, edad, madurez, clima, suelo, método de cultivo, abonos, lluvias, riegos, etc.

Unos de los valores de referencia general pueden ser:

Agua 73 – 76%Sacarosa 8 – 15%Fibra 11 – 16%Glucosa 0.2 – 0.6%Fructosa 0.2 – 0.6%Sales 0.3 – 0.8%Ácidos orgánicos 0.1 – 0.8%Otros 0.3 – 0.8%

1.2.2 Exigencias de Cultivo

Las variedades cultivadas son híbridos de la especie offcinarum y otras afines (spontaneum).

La caña de azúcar no soporta temperaturas inferiores a 0° C, aunque alguna vez puede llegar a soportar hasta 1°C dependiendo de la duración de la helada.

Para crecer exige un mínimo de temperatura desde 14° a 16° C. La temperatura óptima de crecimiento parece situarse en torno a los 30°C con humedad relativa alta y buen aporte de agua.

Se adapta a casi todos los tipos de suelos, vegetando mejor y dando más azúcar en los ligeros, si el agua y el abonado es el adecuado. En los pesados y de difícil manejo constituye muchas veces el único aprovechamiento rentable.

Únicamente en suelos ácidos, que no suelen existir en las zonas donde se cultiva la caña en España, crea problemas graves. Los suelos muy calizos a veces dan problemas de clorosis.

1.2.3 Cosecha

De manera superficial y sencilla se menciona la actividad de cosecha, que se realiza a 12 meses después de la siembra cuando se cultiva de forma anual, pueden hacerse ciclos de 18 meses para obtener mayores rendimientos por hectárea y la dilución de los costos en más tiempo de producción.

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La época de cosecha que varía de 3 a 6 meses es conocida como zafra esta se realiza cuando la caña alcanza el máximo peso y el óptimo contenido de azúcar. El cañaveral se quema antes y los tallos se cortan al ras del suelo, eliminando el cogollo.

La cosecha se realiza de dos formas: manual y mecánica. En la primera se utiliza mucha mano de obra, ya que la caña se tumba con machete, formándose montones para que posteriormente la alzadora vaya cargando los remolques o camiones. La segunda se hace mediante una máquina que casi simultáneamente va despuntando (eliminando el cogollo), cortando a ras de suelo, picando los tallos y cargando a los camiones.

1.2.3.1 Cosecha manual

La cosecha manual puede realizarse en dos formas:

a) Cosecha manual en quemado

b) Cosecha manual en verde

La primera de ellas, en la que se quema la plantación, con la finalidad de evitar heridas a los cortadores con la hoja de la caña, además de daños por mordeduras de serpientes. Otro fin es la sanidad de la plantación, la quema elimina nidos de ratas y otros roedores, asimismo mata a las propias plagas del suelo, principalmente.

La segunda opción, que dificulta más el manejo y reduce el rendimiento en cosecha de los cortadores, es la que usarán los productores y empresas que no cuentan con una cosechadora. En la actualidad se evalúan variedades de auto deshoja, esto representa la posibilidad de cosecha sin necesidad de la quema ya que actualmente la producción amigable al ambiente es necesaria en todo el mundo.

1.2.3.2 Cosecha Mecánica

Mecánicamente, puede cosecharse en verde o en caña quemada. Ciertamente los lotes que son quemados mejoran el rendimiento de la cosechadora y pueden alcanzarse hasta 60 ton/h por cada cosechadora.

La cosecha mecanizada en verde es una práctica muy bien aceptada por los ecologistas, ya que no necesita quemar la plantación, una cosechadora puede cortar hasta 50 toneladas por hora, aunque generalmente cosecha de 35 a 40 toneladas por hora, esto depende directamente de la densidad de la plantación, el tamaño de la caña y la topografía del suelo que limita la velocidad de cosecha. Normalmente las velocidades de cosecha van de 2.5 a 4.5 km/h, el terreno debe

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ser apto para paso de maquinaria y el cañal debe estar sembrado a 1.5 metros entre surco.

Representa muchas ventajas ya que minimiza el uso de mano de obra, una cosechadora puede cosechar hasta 10 o 12 hectáreas en 24 horas de funcionamiento, actividad que utilizaría 128 hombres que cortan 7.5 toneladas diarias. Utiliza tres turnos alternados de operarios siendo un operador y acompañado por tractoristas, tractores con carretones autovolteables de forma hidráulica y el transporte de la misma lo llevan a cabo trailers o cabezales pudiendo cargar hasta 75 toneladas de caña cuando son diseñados para este propósito, los camiones normales pueden cargar sin problemas 40 toneladas de caña.

Los inconvenientes del uso de cosechadoras son los altos desembolsos para el productor ya que los precios de cosechadoras varían de 200 a 250 mil dólares cada cosechadora.

1.3 REGIONES PRODUCTORAS

La caña de azúcar suministra el 70 por ciento de la demanda internacional de azúcar, y el resto se obtiene de la remolacha. El azúcar es uno de los productos básicos de consumo, su producción se realiza en ingenios a partir de los jugos de la caña, mientras que sus hojas y tallos se utilizan como forraje para el ganado; esto ha dado origen a una agroindustria que genera gran cantidad de empleos.

1.3.1 INTERNACIONAL

La iso (2005) definió que el rendimiento agroindustrial promedio mundial (7.2 tah), reportado en la base de datos de FAOSTAT (2009), se establece como punto de partida para definir límites y categorías de países, regiones o empresas por nivel productivo (véase figura 1).El grupo de países con mayor rendimiento, ubicados por encima del promedio mundial, de acuerdo con la metodología de cenicaña incluye a Brasil e India, dos de los más grandes del mundo, y una serie de economías nuevas de alto rendimiento: Australia, Guatemala, Perú, Tailandia, Colombia, Sudáfrica, Isla Mauricio y los países de África y Centroamérica, que han desplazado a las

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tradicionales, como Cuba, México, Pakistán, el Caribe, sureste asiático y otros hacia el grupo de rendimiento medio y bajo.

Figura 1Rendimiento agroindustrial de las principales economías azucareras.

Bajo(< 6 TAH)*

Medio(6-8 TAH)

Alto(8-10 TAH)

Muy Alto(> 10 TAH

BarbadosMozambiqueBeliceMyanmarBoliviaNepalCamerúnPakistánCongoPanamáCubaParaguayVietnamJamaicaVenezuelaUruguay

República DominicanaFilipinasFijiSomaliaGabónSri LankaGuineaSan CristóbalHaitíSurinamIndonesiaMadagascarMalasiaZaireTrinidad y Tobago

ArgentinaBangladeshBurundiChinaTaiwánCosta RicaGuyanaMéxicoHondurasJapónMaliPapua, Nueva GuineaTanzaniaResto de los países productores

BrasilBurkina FasoChadCosta de MarfilEl SalvadorGuatemalaEcuadorIndiaKeniaIránIsla MauricioNicaraguaSierra LeonaEstados UnidosMarruecosSudáfricaTailandia

AustraliaColombiaEgiptoEtiopiaMalawiPerúSenegalSudanSwazilandiaZambiaZimbabwe

* Tonelada de azúcar por hectáreaFuente: FAOSTAT (2009)

El aumento en la productividad y en la competitividad del grupo de alto rendimiento se atribuye a la expansión del cultivo de caña hacia zonas fértiles y a la presencia de instituciones con líneas de investigación en toda la cadena (campo y variedades, fábrica, administración, mercados, impactos ambientales, coproductos y diversificación)

Se registró que el precio de la materia prima (en dólares estadounidenses) mantuvo, a partir de 2003 y hasta el reporte de 2007, un margen promedio de variación, desde 8.56 dólares/tonelada (d/t) para Brasil (el actor principal y el proveedor mundial de azúcar más competitivo) hasta 163.01 d/t para Japón.

Las medias mundiales ponderadas son 19.53 d/t de caña y 171.74 d/t de azúcar. Así los países productores de azúcar de caña se pueden dividir en dos categorías: el grupo más competitivo con costos de producción inferiores, en relación a la media mundial, y otro con costos superiores a la media (figura 2); así como por la distribución de costos.

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Figura 2Clasificación de países productores de caña por costo de materias primas.Costos más elevados(superiores a 19.53 d/t)

Costos más bajos(inferiores a 19.53 d/t)

Mozambique BeliceMyanmarBoliviaNepalCamerúnPakistánCongoPanamáCubaParaguayVietnamJamaicaUruguayJapón

FilipinasFijiSomaliaGabónSri LankaGuineaSan CristóbalHaitíSurinameIndonesia MadagascarMalasiaZaireTrinidad y Tobago Barbados

ArgentinaBurundiChinaTaiwánCosta Rica GuyanaMéxicoMaliPapúa, Nueva GuineaTanzaniaSwazilandiaZambiaZimbabweSudánVenezuelaRepública Dominicana

Burkina Faso ChadEl Salvador Guatemala Ecuador KeniaIránIsla Mauricio Sierra Leona Estados Unidos ColombiaEgiptoEtiopíaMalawiPerúSenegal

BrasilAustraliaTailandia BangladeshCosta de Marfil Nicaragua MarruecosIndiaBoliviaHondurasSudáfrica

Países productores de azúcar. (Hectáreas)PAIS 2004 2005 2006 2007 2008Brasil 415,205,83

5422,956,646

477,410,656

549,707,328

648,921,280

India 233,861,800

237,088,400

281,171,800

355,519,700

348,187,900

China 91,044,422 87,578,212 100,498,257

113,731,917

124,917,502

Tailandia 64,995,741 49,586,360 47,658,097 64,365,482 73,501,610México 48,662,244 51,645,544 50,675,820 52,089,356 51,106,900

Un caso especial a mencionar es Guatemala, país que lidera la producción en la región centroamericana, genera aproximadamente 250 mil empleos entre directos e indirectos. Es la principal fuente de ingresos para unos 22 mil cortadores y 15 mil más entre operarios de maquinaria, transportistas, técnicos y jornaleros, pero si se refiere a América entera el mejor ejemplo seria, la importancia industrial reflejada en el avance de los brasileños, quienes con la mayor área cultivada en el mundo (5.02 millones de hectáreas), han mostrado desde los años 80 mediante la fabricación de etanol para uso energético, los subproductos aprovechables que la caña brinda. Además, se produce etanol hidratado (con 4 o 5% de agua), que se utiliza directamente en motores de explosión preparados para ello. (Osava, 2001).

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NoroestePacíficoCentroNoresteGolfoSurZonas cañeras

Regiones cañeras de México

1.3.2 NACIONAL

La industria ha cambiado dramáticamente desde la introducción de la caña de azúcar hace 486 años (año 1523) y su situación es reflejo de su metamorfosis y de intereses económicos y políticos. Fueron los españoles quienes introdujeron la caña de azúcar y tomaron así ventajas de las condiciones favorables que México ofrecía para el cultivo y la comercialización de los productos de derivados de la caña de azúcar (melazas, azúcar, panela o piloncillo y aguardiente).

La caña de azúcar es el principal cultivo de México, su cosecha se lleva a cabo en 665,000 hectáreas que ocupan a 2.5 millones de personas. Existen 60 ingenios azucareros que se distribuyen en cinco regiones y 15 estados:Noroeste (Sinaloa)Pacífico (Nayarit, Colima, Jalisco y Michoacán)Centro (Morelos y Puebla)Noreste (Tamaulipas y San Luis Potosí)Golfo (Veracruz, Tabasco y Oaxaca)Sureste (Campeche, Chiapas y Quintana Roo)Regiones Cañeras de México

Estado Ingenios Estado Ingenios

Campeche La Joya

Tabasco

Azsuremex TenosiqueSanta RosalíaBenito Juárez

ChiapasPujilticHuixtla

Colima QueseríaTamaulipas

Aarón Sáenz GarzaEl Mante Xico

Jalisco

BellavistaJosé María MorelosMelchor OcampoSan Francisco AmecaJosé María Martínez TalaTamazula

Veracruz

IndependenciaCuatotolapamEl ModeloEl PotreroLa ProvidenciaSan CristóbalSan GabrielSan MiguelitoSan PedroZapoapitaCentral MotzorongoCentral ProgresoConstanciaEl CarmenEl HigoLa ConcepciónLa Gloria

Michoacán

PedernalesLázaro CárdenasSanta Clara

MorelosCasasano La AbejaEmiliano Zapata

NayaritEl MolinoPuga

Oaxaca

Adolfo López MateosEl RefugioLa Margarita

PueblaAtencingoCalípam

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MahuixtlánNuevo San FranciscoSan José de AbajoSan NicolásTres Valles

San Luis Potosí

Alianza PopularPlan de AyalaPlan de San LuisSan Miguel del Naranjo

Quintana Roo San Rafael de Pucté

Sinaloa

El DoradoLos MochisLa Primavera

15 estadosTotal nacional

57 ingenios

Actualmente, a nivel mundial México es el sexto mayor productor de azúcar de acuerdo con el Departamento de Agricultura de Estados Unidos de América (USDA, 2012). La agroindustria de la caña de azúcar del país representa 11% del valor del sector primario, 2.5% del Producto Interno Bruto (PIB) manufacturero y 0.4%del PIB nacional, por lo que genera más de 450,000 empleos directos y beneficia a más de 2.2 millones de personas (CNIAA, 2010).Veracruz ocupa el primer lugar nacional en cuanto a producción de azúcar, superficie sembrada y hectáreas cosechadas; no obstante los mayores rendimientos por hectárea se obtienen en Morelos (112.5 t/ha), Chiapas (86.5 t/ha) y Jalisco (85 t/ha).

La agroindustria azucarera veracruzana se compone de 22 ingenios que representan al 36% de la planta azucarera nacional, los cuales se abastecen de una superficie industrializable de 233 mil 11 hectáreas de caña de azúcar y dan ocupación directa e indirecta a 145 mil personas en campo y 22 mil en fabrica, lo que hace un total de 167 mil empleos. En Veracruz una población de un millón de personas depende de esta actividad.

De acuerdo a los diagramas de iso-productividad de la información del sector reportados en diversas bases de datos (SIAP 2009; CNPR 2010; CNIAA 2010), permitieron definir a priori los ingenios más productivos, por tanto, los más competitivos (con más capacidad de extracción y menores perdidas de sacarosa y campos cañeros de alto rendimiento); estos se encuentran en Morelos (2), Puebla (2), Jalisco (6), Michoacán (3), Veracruz (8), Chiapas (1), Oaxaca (1), Sinaloa (2), Colima (1), Tamaulipas (1) y San Luis Potosí (1). Este grupo integra el 49% de la superficie cosechada de caña a escala nacional, con 346,316 hectárea y 60.4% de la producción total de azúcar (3, 335,904 toneladas).

Clasificación de ingenios azucareros por productividadBaja a media Media a alta

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San CristóbalSan PedroCuatotolapamLa ConcepciónBenito JuárezSan Rafael PuctéSan GabrielNuevo San FranciscoLa JoyaTenosiqueIndependencia

El CarmenCentralMotzorongoConstanciaEl RefugioPlan de San LuisLa MargaritaEl ManteSan NicolásSan José de AbajoPugaCentralProgresoPlan de AyalaAlianza PopularHuixtlaSanta Rosalía

Santa ClaraEl MolinoEl PotreroLa PrimaveraQueseríaAarón SáenzZapoapitaProvidenciaBellavistaJosé María MorelosEl NaranjoEl DoradoTres VallesCalípamAdolfo López Mateos

AtencingoCasasanoEmiliano ZapataMelchor OcampoTamazulaPujilticLázaro CárdenasEl ModeloTalaPedernalesLa GloriaAmecaEl HigoMahuixtlánSan Miguelito

Por lo tanto, 30 ingenios (52.6%) se encuentran por encima de la media nacional (productividad de media a alta, considerados competitivos) y el resto (11) (19.3%) de baja, considerados no competitivos.

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1.3.2.1 Aspectos productivos de fábrica y campo

Es importante comentar que en la industria azucarera nacional, aún operan diversas unidades fabriles por demás deterioradas, cuyo desgaste o depreciación son considerables; sus propietarios no hacen las inversiones necesarias en la renovación de maquinaria y equipo requeridas para alcanzar altos índices de eficiencia y lograr competitividad a nivel internacional. De igual manera ha sido muy escasa las inversiones en el área de conservación del medio ambiente; constantemente los ingenios afectan la biodiversidad en las regiones donde se ubican. Los consumos de energéticos fósiles son importantes, por lo que deben irse sustituyendo. Por otra parte en el campo, la situación es más grave. Los sistemas de producción en muchas regiones cañeras aún son ancestrales. Persiste el minifundismo en alto grado, lo que impide la aplicación de técnicas agrícolas avanzadas que orienten a obtener mejores rendimientos por hectárea y beneficios económicos para los campesinos e industriales.

En México el promedio de rendimiento obtenido por cada hectárea sembrada con caña, está alrededor de 70 toneladas a un precio promedio de 350.00 dólares, el productor cañero, obtiene un ingreso bruto de $ 24,500 menos un costo promedio del 60% entre la siembra, cultivos, limpieza de malezas de caña, cosecha, acarreo, gastos gremiales, con lo que viene quedando libre la cantidad de $ 9,800.00 por hectárea en una zafra; cantidad ligeramente superior a lo que obtiene un campesino que siembra maíz, si este obtiene dos cosechas por año.

1.4 IMPACTO SOCIO-ECONOMICO

La agroindustria de la caña de azúcar o azucarera es una actividad productiva de gran importancia social, cultural, política y económica (Sánchez 1997; Crespo 1988); su valor es de 3 mil millones de dólares anuales, lo que representa 11.6 por ciento del total de las materias primas agroindustriales. Los 164 mil agricultores de caña y los 57 ingenios del sector generan más de 450 mil empleos (11.35 por ciento del total de la agroindustria de alimentos), y beneficios directos para más de 2 millones de personas (Sistema de Información Agropecuaria, siap 2010). Es la principal actividad económica en 15 estados y 227 municipios, donde se siembra y procesa caña de azúcar, aunque su presencia se localiza en 667 (Cámara Nacional de las Industrias Azucarera y Alcoholera, cniaa 2010). Sin embargo, en México el aprovechamiento de la caña

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de azúcar se reduce a la obtención de azúcar crudo (tipo estándar), refinado y etanol, cuya productividad ha disminuido durante la última década.

El balance de los factores para el periodo 1999-2009 destaca, en términos generales, que la agroindustria azucarera mexicana no puede ser competitiva a escala internacional, regional y nacional debido al decremento generalizado de los factores de producción, recursos y capacidades; térmica y energéticamente no es autosuficiente en su estructura productiva actual en relación con la mayoría de las economías azucareras del planeta que se han diversificado hacia la cogeneración eléctrica, etanol, sucroquímica y otros derivados.

Para la agroindustria azucarera nacional, el tema de la competitividad está presente en la mayoría de los discursos y agendas de los principales actores sociales, políticos, económicos y académicos.

Chi Chou (2005) estableció que para ser competitiva, la agroindustria azucarera debe incorporar métodos nuevos de procesamiento, basados en tecnologías bien establecidas en los ingenios, para elaborar azúcar de calidad estándar, blanco o refinado; aumentar significativamente el rendimiento de caña de azúcar y sacarosa y establecer criterios comparativos de rendimiento o puntos de referencia (benchmarks), para los tres elementos principales de la competitividad técnica (rendimientos de campo, agroindustrial y de fábrica) (Fry 1998); con el fin de disminuir costos en campo, fábrica y administración.

El análisis de los factores competitivos de la agroindustria azucarera de México; establece que la competitividad del sector azucarero mexicano es muy limitada, y existen variables que la restringen fuertemente, sobre todo en el campo cañero, que constituye su base material. Su dinamismo está dado por una mayor superficie cosechada y una tendencia en la disminución de los rendimientos por hectárea, lo que provoca una regresión en los volúmenes de producción de caña, con una caída severa en el último ciclo (2008-2009).

Ante la ausencia de mejoras en el cultivo de caña, aunque su superficie se siga expandiendo, los rendimientos se estancan o decrecen porque se trabaja con variedades de muy baja calidad, en condiciones de temporal en terrenos poco fértiles, lo que implica una pérdida en las ventajas competitivas.

El discurso político sólo se refiere el problema de la falta de competitividad del campo cañero, sin embargo, el grueso de la planta agroindustrial es ineficiente por las condiciones tecnológicas en que opera (Trujillo 2002).

El grupo de países con mayor rendimiento, ubicados por encima del promedio mundial, de acuerdo con la metodología de cenicaña, incluye a Brasil e India, dos de los más grandes del mundo, y una serie de economías nuevas de alto rendimiento: Australia, Guatemala, Perú, Tailandia, Colombia, Sudáfrica, Isla

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Mauricio y los países de África y Centroamérica, que han desplazado a las tradicionales, como Cuba, México, Pakistán, el Caribe, sureste asiático y otros hacia el grupo de rendimiento medio y bajo.

Así, los países productores de azúcar de caña se pueden dividir en dos categorías: el grupo más competitivo con costos de producción inferiores, en relación con la media mundial, y otro con costos superiores a la media así como por la distribución de costos

La competitividad en costos sigue siendo uno de los factores que más influyen en la competitividad de países o empresas productoras de sacarosa y derivados de la caña de azúcar en el mundo; lo cual determina a su vez los futuros centros mundiales de crecimiento de la producción y de los mercados domésticos y de exportación (iso 2007 y 2004; lmc 2003)

Las exportaciones de azúcar y de otros derivados de la caña tuvieron poca diversificación de mercados. A Estados Unidos se envió 94.7 por ciento del total de azúcar en todos sus tipos. Los otros destinos fueron: Corea del Sur, Puerto Rico, Belice, Taiwán, Cuba, Alemania, Jamaica, Suiza y Costa Rica. Las exportaciones del año 2007 representaron 3.54 por ciento de la producción nacional en ingenios, lo cual pone de manifiesto que la agroindustria azucarera nacional no tiene una capacidad sostenible neta de exportación

Por otra parte, el proveedor principal de azúcar y otros derivados de la caña fue Estados Unidos, con 92.8 por ciento de las importaciones totales de azúcar y 90 de las de jarabe de maíz de alta fructosa. Otros proveedores significativos fueron: Colombia, con 68 por ciento y Australia con 23 del crudo; Guatemala, con 55.6 del refinado y El Salvador, con 23 del blanco especial o superior. Los demás fueron: Brasil, Canadá, Paraguay, Nicaragua y Jamaica, entre otros. De todos los tipos de azúcar importados, el refinado corresponde a 98.3 por ciento del total

Por lo tanto, el mercado nacional, base material del comercio, al no tener capacidad sostenible de exportación de azúcar y etanol, es la única fuente viable para seguir sosteniendo esta agroindustria, y hacia él deben dirigirse los objetivos de reorganización, reestructuración y diversificación de la producción en los ingenios, a través de la innovación tecnológica, para transformar productos de poco valor agregado y contenido tecnológico bajo.

Los campos cañeros, los ingenios y los grupos empresariales y productores se distribuyen en cinco regiones y 15 estados: noroeste (Sinaloa), pacífico (Nayarit, Colima, Jalisco y Michoacán), centro (Morelos y Puebla), noreste (Tamaulipas y San Luis Potosí), golfo (Veracruz, Tabasco y Oaxaca) y sureste (Campeche, Chiapas y Quintana Roo).

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La agroindustria azucarera en México enfrenta una crisis de competitividad desde hace varios años por diversas causas y, además de mejorar la tecnología; como un fenómeno de envejecimiento que perjudica a las instituciones humanas y a las naciones; éstas se vuelven más inflexibles y van perdiendo la habilidad para adaptarse al cambio. Las grandes organizaciones se tornan burocráticas y se sobrecargan de reglas y regulaciones; no pueden responder con rapidez a las amenazas y oportunidades.

La influencia de los productores agroindustriales se limita a los elementos técnicos de sus operaciones el subsistema campo no produce la cantidad de caña necesaria para la molienda, la materia prima procesada es de mala calidad y los ingenios, por lo general con poca capacidad instalada, trabajan con fugas de sacarosa y baja extracción, con mucha pérdida de tiempo, lo cual aumenta los costos de producción.

En cambio, en países altamente competitivos como Brasil, Australia, Sudáfrica, Guatemala y Colombia, entre otros, existe la creación de tecnología “autóctona” para la utilización eficiente de la caña de azúcar, hay inversión en infraestructura, educación, mano de obra cualificada, gran experiencia en el mercado mundial de exportación, mecanización de operaciones, aumento de la productividad, alta calidad de productos finales, lo que se refleja en la competitividad por disminución de costos.

La falta de competitividad de la agroindustria azucarera mexicana le permitirá persistir siempre y cuando se mantenga en las mismas condiciones, debido a la falta de productos diferenciados y a su esquema productivo tradicional, lo cual se prevé que sea sólo en un plazo medio.

La caña de azúcar, única materia prima para un ingenio, representa casi 80 por ciento de sus costos; esto le resta competitividad a la agroindustria, pues el campo se convierte en un lastre para la fábrica y la ineficiencia de ésta repercute en los ingresos del primero. Por ello, si permanecen estas interacciones negativas no se generarán ventajas competitivas para todo el sector agroindustrial del azúcar.

Los factores de producción sobre los que México basa su competitividad son la disponibilidad de materia prima al contar con tierra cultivable para la caña, el clima y la mano de obra barata. Esto implica una ventaja comparativa pero no competitiva. Por lo que la agroindustria azucarera por fuerza requiere un modelo de desarrollo que represente los pasos que debe seguir este sistema, para transitar de un modelo histórico estructural a otro, por medio de una transformación en sus paradigmas de competencia, con el fin de adaptarse a las nuevas condiciones del mercado.

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1.5 IMPACTO AMBIENTAL

El tema de la contaminación ha venido a convertirse en uno de los más considerados en la actualidad, por su trascendencia vital para la humanidad.

Ahora bien, para comprender mejor, la relación de los ingenios azucareros con este problema, se debe empezar por definir que es contaminación, cuáles son sus causas y los mecanismos por los que ésta ocurre.

Se entiende por contaminación a la incorporación de elementos o substancias extrañas al medio, de tal tipo y/o en tal magnitud, que alteren sensiblemente y en forma adversa las condiciones originales y los procesos naturales del propio medio.

Los términos: polución, contaminación, inficción y demás sinónimos son asociados generalmente a alguna actividad humana. Existen además los que se podrían llamar contaminantes naturales como los gases y cenizas producidas en una erupción volcánica y en incendios forestales, por citar algunos.

A pesar de la importancia económica, social, industrial y alimentaria que representa la industria azucarera en nuestro país, los ingenios azucareros son altamente contaminantes del medio ambiente por los procesos tan obsoletos que al día de hoy se siguen utilizando desde las labores en campo hasta los procesos de fabricación del grano de azúcar. Surge entonces la necesidad de abordar este tema para poder conseguir alternativas que brinden soluciones sustentables para este problema actual.

1.5.1 Proceso – cosecha a quema de caña

La quema controlada, responde a una permisología legal y a un programa de cosecha que contempla: fecha de quema, hacienda, número de tablón, superficie del área a quemar y toneladas de caña objeto de la quema.

En un ambiente social y político de escasas restricciones ambientales, previo al corte manual de caña, se incendia el cañaveral con la finalidad de eliminar la mayor parte de follaje seco para así facilitar el acceso de los cortadores. Una vez quemado el cañal entra la cuadrilla de cortadores para cortar los tallos con machete, desde su parte más baja, separando el follaje que no se incinero (hojas verdes y punta). Se van formando pilas de los tallos cortados de alrededor de 300 kg orientados perpendicularmente al sentido de los surcos. Ya cortada la caña y

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alineada en bultos entra el cargador mecánico que los deposita en una unidad de transporte para su traslado al ingenio.

Todo el follaje remanente es dejado sobre el terreno en una orientación similar a la de los tallos de 2 a 6 días para su secado y después eliminarlos finalmente en una segunda quema.

Para realizar una quema se debe tomar en cuenta los vientos dominantes en ese preciso momento así como la temperatura ambiental. La rapidez de propagación del fuego, lo ruidoso del mismo, la alta luminosidad y la liberación del humo y cenizas en la quema de un tablón de caña, es asombrosa y catalogada desde el punto de vista ambiental, como altamente nociva para el ecosistema local y considerada factor de liberación de elementos tóxicos o contaminantes a la atmósfera, así como gran generadora de calor, incrementando la temperatura ambiente.

De manera que es un procedimiento cada vez menos aceptado por las comunidades que habitan cerca del área de influencia a los ingenios, para mala fortuna de la ecología se realizan en casi la totalidad de países cañeros, salvo en Australia y en Cuba (ISO, 2005).

En lo que respecta a las cenizas, la molestia que causa en los centros poblados cercanos a las unidades de producción, ha dado origen a fuertes críticas. Además del efecto de la ceniza, la población en general (adultos y niños) se ha visto afectada en el aspecto salud con una acentuada tasa de morbilidad del aparato respiratorio, siendo crítico el número de casos de Asma, Neumonía y Bronquitis que se presentan en los meses de Noviembre a Mayo, período durante el cual se efectúa la zafra de la caña de azúcar. Cuando se efectúa una quema se observa una lluvia de las mismas sobre las áreas aledañas. Estas cenizas van acompañadas de humo y una serie de gases tales como:

Monóxido de nitrógeno (el cual tiene efectos tóxicos sobre los humanos). Anhídrido sulfuroso (que al unirse con el agua atmosférica forma la llamada

lluvia ácida). Anhídrido carbónico (en reacción fotoquímica produce irritación en los ojos

y afecta las vías respiratorias). Monóxido de carbono Hidrocarburos Óxido de azufre

Los mayores contaminantes que se forman en las quemas agrícolas son: Partículas, derivadas de las cenizas y de material vegetal parcialmente

quemado, y humo por la combustión incompleta.

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Hidrocarburos, resultante de la ruptura térmica (cracking) y las reacciones de condensación. - Monóxido de Carbono, resultante de la combustión incompleta y de la gasificación de las partículas de humo. 39

Óxidos de Nitrógeno, resultantes de la oxidación de compuestos orgánicos nitrogenados y de la fijación del nitrógeno del aire.

Sustancias orgánicas policíclicas, presentes en el humo y formadas por reacciones pirolíticas en la zona de precombustión.

Se presentan también trazas metálicas tales como níquel, cromo, berilio, cadmio, selenio, cobre, mercurio, arsénico, manganeso, antimonio, titanio, dependiendo de los agroquímicos y propiedades de los suelos en que se hayan sido cultivados los materiales agrícolas a quemar.

Por otra parte, esas cenizas contienen un alto contenido de potasio que en presencia de agua tiene un alto poder corrosivo sobre superficies metálicas. El transporte de las cenizas ocurre de la siguiente manera, cuando la temperatura del aire próximo al suelo es mayor al que se encuentra en capas superiores de la atmosfera se producen corrientes de aire ascendentes que elevan las cenizas a gran altitud donde son arrasadas por corrientes horizontales alcanzando hasta 50 km. a la redonda del origen de la quema.

Este tipo de factores meteorológicos generalmente se presentan durante el día de las 10:00 horas hasta las 18:00 horas. En un estudio sobre el tamaño de las cenizas realizado en el Ingenio de Atencingo en el Estado de Puebla, México, se encontraron los siguientes diámetros de partículas:

1. Menor a 2.5mm 8%2. Menor a 10 mm 60%3. Mayor a 10 mm 32%

Como resultado de estas quemas, de entrada existe una disminución en el rendimiento por tonelada en campo al llevarse a cabo una deshidratación.

1. La quema alcanza entre 600 y 735°C esterilizando la población microbiana de suelo, (organismos formadores del suelo y fijadores de nutrientes básicos) inhibiendo la formación de materia orgánica disminuyendo fertilidad de los suelos.

2. Se altera el microclima, la humedad, la evapotranspiración y hasta las lluvias de la región.

3. Un uso importante que se le da a las puntas de caña es para la alimentación animal ya sea en fresco o ensilándolo para las épocas de estiaje, haciendo de la siembra de caña de azúcar un cultivo de doble propósito.

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En comparación a las consecuencias antes mencionadas ocasionadas por las quemas, se enumeran a continuación algunos beneficios de la cosecha tradicional para los ingenios:

a) Aumentan la fuerza de corteb) Disminuye los costos de transporte por la evaporación del agua y las

materias extrañas, las cuales sirven como esponjas durante la molienda capturando el jugo extraído a la caña mermando la eficiencia en la producción.

c) Facilita el proceso de producción ya que se trabaja un material pre-cocido. Después de ver las consecuencias positivas, es necesario darse una explicación al fenómeno de la quema de caña. La explicación no deja de ser una directamente relacionada a los costos. Un cortador puede cortar en promedio 2 toneladas de caña verde en una jornada de trabajo de 8 horas. en comparación con el promedio de 6 ton. De corte de caña quemada. Ahora bien, tomando en consideración que el corte por tonelada de caña es de $35 en promedio se torna de un problema ecológico a uno social. Por el otro lado las cosechadoras cortan entre 45 y 55 ton/hora en promedio dependiendo de las condiciones del terreno.

Otro contaminante lo constituye el residuo sólido, obtenido en esta parte del proceso, llamado "cachaza", constituido general mente por restos de tierra que han sido arrastrados por la caña desde el campo, partículas pequeñas de bagazo, llamado bagacillo, ceras y grasas que contiene la caña y residuos de sacarosa.Para tener una idea de la magnitud del problema de cada tonelada de caña molida quedan en promedio 29 kg de cachaza, cuyo análisis típico sería:75,32% Humedad7 .31% Fibra4 .01% Sacarosa13 .36% Otros sólidos (ceras, cenizas, sílice y productos químicos inorgánicos).La materia orgánica en la cachaza (que generalmente es transportada en suspensión en la corriente de agua a las descargas del ingenio), requiere oxígeno para su proceso de descomposición, el cual absorbe del agua, llegando en algunos casos a consumirlo totalmente, haciendo imposible por lo tanto cualquier forma de vida animal f en el cuerpo de agua receptor.

1.5.2 Proceso – cosecha verde

La mano de obra disponible para la cosecha se hace cada vez más escasa y cara, debido a la migración a los centros urbanos. Durante la zafra los tiempos perdidos tanto por falta de caña como por diversos factores repercuten al final de la cosecha, es por eso que los ingenios no se pueden darse el lujo de cesar su

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molienda. Por esta razón, la adopción de mecanización en la cosecha de caña de azúcar será inevitable.

En países como Australia, Brasil, USA, Sudáfrica, Taiwán, Tailandia, etc., donde el cultivo de caña de azúcar está altamente mecanizado, se utilizan enormes cosechadoras automáticas para cortar sus cañas.Las maquinas entran en los campos verdes cortando la caña al ras del suelo utilizando unos platos con cuchillas que giran a altas revoluciones, llevando esta caña al centro de la maquina por medio de unos gusanos mecánicos la introducen a una banda donde se transporta para ser troceada en pequeños pedazos de 20 cm. para después ser arrojados por medio de un elevador a un camión que viene a la par de la cosechadora. La limpieza de la caña es fundamental para ser recibida en el ingenio por lo que se cuenta con unas despuntadoras que van eliminando las puntas verdes al momento del corte y en la parte posterior de la maquina cuenta con un sistema de ventiladores que van eliminando las hojas secas dejando toda este material vegetativo triturado en el campo con un sin número de ventajas. Algunos de estos beneficios son los siguientes:1. No contamina la atmosférica2. El mejoramiento de las condiciones físicas, químicas y biológicas del suelo recuperando su estructura y fertilidad por el aporte de materia orgánica conformada por su hojarasca.3. Los residuos agrícolas de la cosecha sirven como cobertura vegetal protegiendo al suelo de los rayos directos del sol evitando su deshidratación.4. La paja dejada en campo tras la cosecha forma una cobertura en el suelo robando espacio vital a plantas nocivas disminuyendo el uso de herbicidas ayudando al medio ambiente además de disminuir los costos de producción.5. La disminución de tiempo entre la quema y la molienda. Se estima que cada hora después de la quema, las pérdidas de sacarosa pueden alcanzar hasta un 0.4%. Se calcula un tiempo promedio de 50 horas en caña quemada, mientras que cosechando en verde, se tiene promedios de 18 horas o hasta menos como ocurre en Australia.6. El efecto de amortiguación de los residuos vegetales que protegen al suelo del paso de la maquinaria evitando la compactación de los mismo y futuros trabajos de roturación con maquinaria agrícola, bajando los costos de producción.7. Con los abundantes residuos que quedan de la cosecha mecanizada las labores de cultivos cambian en las socas utilizándose implementos con discos para ir incorporando la materia orgánica al suelo.

Medidas de Prevención y Mitigación de Impactos

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Implementación de un sistema continúo de vigilancia de la calidad del aire y las emisiones.

Adopción de la tecnología de control disponible y de sistemas de registro, licencias, verificación e inspección.

Desarrollo de planes de contingencia para episodios de contaminación, tomando en cuenta las condiciones meteorológicas que puedan provocar situaciones que requieren programas de urgencia.

Lograr el control eficaz de las fuentes de contaminación y determinar las zonas más expuestas a contaminantes e implementar sistemas de alerta y prevención.

Integrar los mecanismos e instrumentos para el control de la contaminación.

II. PROCESOS

INDUSTRIALES

2.1 PROCESO Y OBTENCIÓN DE AZÚCAR A PARTIR DE

CAÑA

2.1.1 Resumen

El proceso de producción de los tres tipos de azúcar, (mascabado, estándar y refinada), parte de un mismo principio que es la caña de azúcar a la cual se le aplican distintas operaciones unitarias con el fin de obtener un producto deseado que es la sacarosa cristalizada, ya sea mascabado o las otras dos. En este proceso industrial que se lleva a cabo en una fábrica, conocida como ingenio, el cual se encarga a partir de la cosecha de la caña de azúcar, para proseguir con un lavado de la caña, después se tritura y comprime para obtener un jugo, este jugo se clarifica y se filtra para obtener el jugo clarificado, el cual contiene cerca de 85% de agua 15% de solidos suspendidos, este jugo se evapora en un tren de evaporación, obteniendo la meladura, que es un concentrado de 65% sólidos y 35% agua, la meladura se introduce en unos recipientes cristalizadores para obtener como producto el mascabado, y posteriormente con un lavado obtener la azúcar estándar y mediante otro proceso obtener el azúcar refinada.

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2.1.2 La Cosecha

Para el ingenio azucarero la fase inicial de la producción del azúcar comienza desde la fase de cosecha, transporte, muestreo, lavado de la caña, son las iniciales.

La cosecha se la realiza a los 13 meses de edad en una siembra nueva o “caña planta” y a los 12 meses después del primer corte y se la conoce como “soca”. Una vez que el lote tiene la edad adecuada, se corta la caña de forma manual, o mecanizada.

La preparación de la caña para la cosecha empieza con la aplicación de madurante, el cual ayuda a incrementar el contenido de sacarosa en la caña y se realiza entre 7 a 9 semanas antes de la fecha de corte. Una vez que el lote tiene la edad adecuada se procede a cosechar la caña del cantero, de forma manual, o mecanizada.

Para el corte manual se utilizan machetes, y los cortadores se agrupan en parejas, cada pareja corta seis surcos que conforman una “manga”; la caña de la manga se ubica en el centro de los seis surcos, formando un “rollo” de donde es alzada por las llenadoras y colocada en los camiones o carretones que la transportan hacia la fábrica. En la cosecha mecanizada o con cosechadoras, la caña es cortada, picada, limpiada y botada por ésta directamente hacia el camión o carretón, que se ubica y rueda paralelo a la cosechadora. Este tipo de cosecha es más eficiente debido a que se reduce el tiempo de espera entre el corte y el traslado a la fábrica.

2.1.2.1 Cosecha a quema de caña

Previo al corte manual de caña, se incendia el cañaveral con la finalidad de eliminar la mayor parte de follaje seco para así facilitar el acceso de los cortadores.

Una vez quemado, el cañal entra en la cuadrilla de cortadores para cortar los tallos con machete desde su parte más baja, separando el follaje que no se incinero (hojas verdes y punta). Se van formando pilas de los tallos cortados de alrededor de 300 kg orientados perpendicularmente al sentido de los surcos. Ya cortada la caña y alineada en bultos entra el cargador mecánico que los deposita en una unidad de transporte para su traslado al ingenio. Todo el follaje remanente es dejado sobre el terreno en una orientación similar a la de los tallos de 2 a 6 días para su secado y después eliminarlos finalmente en una segunda quema.

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Para realizar una quema se debe tomar en cuenta los vientos dominantes en ese preciso momento así como la temperatura ambiental. Es un procedimiento cada vez menos aceptado por las comunidades que habitan cerca del área de influencia a los ingenios, para mala fortuna de la ecología se realizan en casi la totalidad de países cañeros, salvo en Australia y en Cuba (ISO, 2005).

Como es de esperarse este proceso representa una gran influencia para la contaminación ambiental de las poblaciones aledañas a los cultivos, y para el mundo entero.

2.1.3 TANSPORTE Y LIMPIEZA

El transporte es realizado por camiones propiedad del ingenio. En otros casos es cuando se rentan los camiones en temporada de cosecha, sea cual sea el caso debe ser eficiente ya que debe lograrse transportar la caña a los ingenios de una forma rápida y segura, aunque los camiones a veces están en peyorativas condiciones que esto llega a afectar la eficiencia del proceso, dándose el caso de descomponerse en el trascurso del viaje de entre la cosecha y la llegada al ingenio.

La limpieza se lleva a cabo antes de que la caña entre oficialmente al proceso de producción, y en este proceso se le quita a la caña las hojas, tierra y alguno que otro insecto.

2.1.4 MOLIENDA Y COMPRESIÓN (extracción)

Una vez recibida la caña en los trapiches, lo primero que se realiza es un lavado para retirarles la tierra y la suciedad que traen del campo. Luego la caña pasa por las picadoras, que tienen por objeto desmenuzar la caña. Mientras más desmenuzada esté la caña se logrará un mejor trabajo de extracción en los molinos, mejorando el rendimiento. Durante este proceso sólo se realiza una fragmentación de la caña pero sin extraerle el jugo, pues no hay acción de compresión.

La caña desmenuzada es transportada a través de un conductor hacia los molinos para proceder, por compresión, a extraer el jugo contenido en la caña, mediante unos rodillos, obteniendo el guarapo. Se consideran satisfactorias aquellas extracciones, entre 58% a 63%; es decir, cuando se obtienen de 580 a 630 kilogramos de jugo por tonelada de caña.

El jugo que se extrae es bombeado al proceso para su tratamiento de desinfección y clarificación. Este jugo mezclado es un jugo sucio pues contiene

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tierra, arena, residuos de caña y otras impurezas por lo que debe ser clarificado para poder ser utilizado en el proceso.

La molienda de la caña tiene un factor de tiempo que tiene que ser tomado en cuenta con mucho detalle, el cual es la frescura de la caña, ya que este proceso se tiene que llevar a cabo dentro de las primeras 24 horas después del corte de la caña, esto se debe a que después de ser cortada la caña es muy susceptible a ser atacada por microorganismos externos, y uno de ellos es el causante de este cuidado, el llamado (lueconostoc mesenteroides), que promueve la inversión de la sacarosa en glucosa y fructuosa.

La extracción del jugo de la caña se realiza a través de unos tándem de molinos de distintas mazas, en donde en el último se agrega agua caliente (70°C), y en los molinos centrales se agrega una mezcla de agua + jugo de caña, esto con el fin de obtener la máxima cantidad de sacarosa mediante la maceración.

En esta etapa se produce un producto secundario el cual es conocido como bagazo verde cuya humedad depende del grado de extracción del jugo crudo, que es la caña desmenuzada y comprimida, que en algunos ingenios es utilizado como combustible para lo cual se tiene que dejar secar hasta que el bagazo tenga una humedad de alrededor del 30% y poder ser utilizado en las calderas y en otros ingenios es utilizado como fertilizante para el campo cañero debido a su alto contenido en nutrientes, o puede ser vendido a la industria papelera, o donado para nuevos estudios de rehabilitación de suelos contaminados con hidrocarburos.

2.1.5 PRELIMPIEZA DEL JUGO CRUDO (guarapo)

En esta etapa se retiran impurezas gruesas de carácter no nutricional por medios físicos (decantación y flotación en el pre limpiador), térmicos (en las primeras pailas) y bioquímicos (con los aglutinantes). Comprende tres operaciones: pre limpieza, desinfección, clarificación, encalado y filtración.

PRELIMPIEZAEl jugo crudo (guarapo) y sin clarificar se limpia en frío utilizando un sistema de decantación natural, por efecto de la gravedad, desarrollado por el CIMPA(Centre International de Mathématiques Pures et Appliquées ) y que se denomina “Pre limpiador”. Este dispositivo retiene por precipitación una importante proporción de los sólidos contenidos en el jugo de la caña, como son partículas de tierra, lodo y arena; simultáneamente, por flotación, el pre limpiador separa partículas livianas como bagacillo, hojas, insectos, etc. Las impurezas flotantes se deben

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retirar varias veces; también se deben retirar periódicamente los tapones de los orificios inferiores para evacuar los lodos acumulados en el fondo del pre-limpiador. Este debe estar situado entre la salida del molino y el tanque, aprovechando la gravedad para la conducción de los jugos.

DESINFECCIÓN

La desinfección es realizada mediante eyectores destruyendo los agentes

patógenos, bacterias y microbios que pudiesen estar presentes.

Algunos eyectores utilizados son;

*El PERCAMAT es un producto altamente efectivo en el control de bacterias y hongos, especialmente formulado para su uso en el proceso de fabricación del azúcar, en ingenios azucareros, se emplea el PERCAMAT como bactericida reduciendo el crecimiento bacteriano dentro del jugo controlando los malos olores y permitiendo una reducción de la necesidad y tiempo de limpieza de los molinos.

Simultáneamente la sulfitación reduce las sales férricas (color pardo) presentes a sales ferrosas (color rojo claro).

Algunos sulfitadores utilizados son;

*TENSOL A es un tensoactivo líquido a base de Lauriletersulfatos y otros componentes orgánicos sin fragancia. TENSOL A Se utiliza en la industria azucarera como un producto especializado que contribuye a bajar la tensión superficial de las masas y mejora la cristalización.

*QUAT A es un compuesto especialmente elaborado a base de sustancias cationactivas para la decoloración y rectificación de jugos de azúcar.

En esta etapa es importante mantener el PH del guarapo cercano a la neutralidad para evitar la destrucción de la sacarosa, denominándosele “jugo alcanizado”.

II.1.6 CLARIFICACIÓN

Desinfectado el jugo se procede a separar la tierra, arena y demás impurezas solidas presentes en el jugo, mediante Sedimentación.

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Esta fase tiene lugar en el tanque recibidor o (descachazadora), y consiste en la eliminación de las cachazas que son sólidos en suspensión, tales como bagacillos, hojas, arenas, tierra, sustancias coloidales y sólidos solubles presentes en el jugo de la caña. La limpieza de los jugos ocurre gracias a la acción combinada del calentamiento suministrado por la hornilla y la acción aglutinante de ciertos compuestos naturales y químicos.

Al macerar las cortezas de algunos árboles y arbustos, como el balso, el guácimo y el cadillo, se obtiene un mucílago que contiene polímeros celulósicos con propiedades aglutinantes.

Y por el lado sintético, se utiliza el producto PICIZ 7350 que es muy versátil para remoción de impurezas de todas clases, solidas o de índole coloidal, utilizándose como ayuda de floculación en procesos de flotación, sedimentación y clarificación.

El calentamiento del guarapo alcalinizado, se lleva a cabo en 2 etapas, 1° a 70°C y la segunda a 105°C, (evitando la destrucción de la sacarosa), esto con el objetivo de coagular la alúmina y algunas grasas, ceras y gomas.

Los sólidos en suspensión se agregan entre sí y forman una masa homogénea que se conoce como cachaza, la cual flota sobre el jugo y se permite extraerla manualmente. (Separa desde los objetos sólidos suspendidos hasta las partículas más finas)

La cachaza es de dos clases:

Cachaza negraEs la capa inicial de impurezas, se retira a la cachacera para separar el jugo extraído con la cachaza.Cachaza blancaEs la segunda capa que se forma, es más liviana y se debe retirar con prontitud, antes de que los jugos alcancen la temperatura de ebullición, para poder remover las impurezas.

ENCALADO

En la última parte de la limpieza se adiciona cal, preparando una lechada de cal, alrededor de 16 (0,5 kg) (CaO) por tonelada de caña, neutraliza la acidez natural del guarapo a un valor de pH de 5.8, para prevenir la formación de azúcares reductores (panela seruda o melcochuda) y ayudar a la clarificación de los jugos, forma sales insolubles de calcio. El crudo (guarapo) es reactivados con cal y esto también forma un sustrato de calcio insoluble como fosfato de calcio ( CaO3¿), el cual es filtrado para remover los materiales fosfáticos y ácidos orgánicos

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indeseables. Para cumplir con una BPM, la cal usada debe ser de tipo Alimenticio para no contaminar el azúcar y obtener un producto inocuo. Se ha observado que se requiere mayor inclusión de cal cuando la caña proviene de suelos recién desmontados o ricos en materia orgánica; también cuando proviene de cortes inmaduros o sobre maduros, de primer corte, con cuatro o más días de apronte, o la caña de tallos muy afectados por barrenadores.

FILTRACIÓN

Estos lodos formados después de todo este proceso se retiran mediante la sedimentación de los clarificadores y por otra parte se filtra mediante un rotador de vacío, o mediante métodos más básicos como mallas o filtros, con ayuda del efecto de la gravedad.

La cachaza contiene jugo, el cual es recuperado mediante filtros rotativos al vacío: obteniendo;

1.- Cachaza solida de residuos, (fertilizantes, abono)

2.- Jugo llamado, filtrado, que es alimentado al clarificador para separar las impurezas solidas restantes

El jugo clarificado contiene aproximadamente 85% de agua, y 15% solidos, una

vez obtenido se evapora aproximadamente, 23partescon el fin de obtener la

llamada meladura.

2.1.6.1 REACCIONES DURANTE LA CLARIFICACIÓN

Estudios Fundamentales

Algunos de los no azucares del jugo afectan la clarificación. Con el uso de floculantes la clarificación es afectada por una amplia gama de variables.

El jugo de caña se define como una suspensión coloidal irreversible y poli dispersa, cuyas partículas en suspensión no solo presentan distintos intervalos de tamaño sino que además presentan una composición química heterogénea.

Cuando la disolución de azúcar contiene fosfatos solubles y un exceso de calcio, se forma un sustrato gelatinoso cristalino de tipo coloidal que se asienta lentamente. Cuando existe un exceso de fosfatos, se logra un comportamiento mucho mejor en cuanto a la decantación. En una solución de bajo contenido de fosfatos, la clarificación se mejora aplicando el principio de la neutralización de la carga coloidal.

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Potencial Zeta

Como la clarificación consiste en convertir los no azúcares solubles en sólidos insolubles y luego separarlos, los parámetros que normalmente controlan la rapidez de la sedimentación están gobernados por la ley de Stokes, sin embargo esta ley solo la cumplen las partículas grandes más las pequeñas no lo hacen.

Cada partícula en suspensión tiene una carga eléctrica. Las cargas de las partículas individuales se miden en función al potencial de la solución en la que están suspendidas. Estas cargas se denominan potencial Zeta.

Formación del floculó

La floculación es la aglomeración de las partículas finas suspendidas en una disolución para formar un musgo que flocula. Las partículas con carga eléctrica similar se repelen y de esta manera se estabilizan contra la floculación. Con el fin de evitar que las partículas se adhieran, la energía cinética debe exceder a las fuerzas de atracción entre las dos partículas.

Cuando el flóculo es dañado mecánicamente, rara vez regresa a su tamaño original. Resulta beneficiosa una agitación enérgica antes de la formación del flóculo, pero después de que este se ha formado el moviendo debe ser extremadamente suave para evitar el precipitado.

Tiempo de reacción

El reconocimiento general de que el factor tiempo tiene mucha importancia en la reacción de la cal, ha dado como resultado la llamada alcalización retardada, en la que se dejan transcurrir de 10 a 15 minutos entre la aplicación de la cal y la calefacción siguiente. Una agitación prolongada después de la alcalización permite una mejor formación de los flóculos, mayor velocidad de decantación y un menor volumen final de cachazas.

Claridad

La claridad del jugo clarificado se considera a menudo como una buena indicación de la efectividad de la clarificación, pero esto no necesariamente es cierto. De modo cuantitativo, es pequeña la cantidad de material que permanece en suspensión en un jugo turbio y la turbiedad representa solo un material dentro de un orden limitado de tamaño de partículas. La cantidad que permanece de tal material depende de las características del jugo para un grupo dado de

Condiciones.

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Un jugo claro indica una precipitación definida y rápida, son una buena coagulación, de las partículas gruesas en suspensión.

Color

El color normalmente aumenta en el proceso de clarificación. El color oscuro de los jugos crudos es causado, en primer lugar por varios derivados polifenólicos, También se encuentran presentes las clorofilas verdes insolubles. En pequeñas cantidades se han hallado pigmentos antocianínicos solubles. En la clarificación no se separan con efectividad las sustancias colorantes fenólicas, que de modo primario están en estado coloidal.

Se ha demostrado que en el proceso simple de clarificación los polifenoles son los responsables de la absorción del oxígeno, lo que resulta en la formación de sustancias acídicas, y en el jugo clarificado, son responsables hasta cierto grado de la disminución del pH y del incremento del contenido de calcio.

CLARIFICACIÓN ÓPTIMA

Al observar una clarificación surge una pregunta: ¿cuál es la máxima remoción de no azucares que puede obtenerse si tenemos en la clarificación del jugo una separación ideal del material suspendido? Lo ideal es que: en primer lugar, prácticamente se precipitan todos los no azúcares proteínicos, en segunda que sea removido la mayor parte del material parecido a la cera y tercero, que se tenga un máximo de precipitación de los no azúcares insolubles inorgánicos.

EFECTO DEL pH

Si es demasiado bajo el pH del jugo clarificado, entonces no se conseguirá de un modo completo la precipitación de fosfatos, sesquióxidos y ácido silícico. El PH más bajo no afecta la redisolución de la materia en suspensión que esta originalmente presente en los jugos de los molinos. Se tiene la ventaja de que no hay destrucción de azucares reductores; y también hay un incremento anormal en el contenido de cal del jugo clarificado, tal como el causado por descomposición de azúcares reductores; hasta cierto grado se puede afectar la disolución de los azucares proteicos y aumentar el contenido de nitrógeno. Una alta alcalinidad tiene la ventaja de una completa precipitación de los no azúcares inorgánicos removibles. La mayor desventaja de la alcalinidad muy alta, es la descomposición de los azúcares reductores y el incremento de contenido de cal.

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2.1.7 EVAPORACION Y CONCENTRACION

Terminada la clarificación, se inicia la evaporación del agua aumentando de esta manera la concentración de azúcares en los jugos.

La eficiencia térmica de la hornilla, y su efecto sobre los jugos, se cuentan dentro del conjunto de factores que influyen en la calidad, cuando los jugos alcanzan un contenido de sólidos solubles cercano a 70º brix adquieren el nombre de mieles, y se inicia la concentración. La evaporación del agua contenida en los jugos por calentamiento a 96º c permite alcanzar la concentración de sólidos apropiada.

Cuando los jugos se han recogido en el fondo de la paila puntera, se agrega un agente antiadherente y antiespumante (cera de laurel, aceite de coco, aceite vegetal) para homogenizar la miel y evitar que se queme, estas operaciones se llevan a cabo en pailas o fondos dispuestos en línea, que reciben diferentes denominaciones técnicas y regionales.

Esta etapa se realiza de manera rápida, ya que de lo contrario se corre el riesgo de que el jugo se fermente. La forma de llevar a cabo esta fase dependerá del ingenio, algunos aplican fuego directo al jugo que se encuentra en cubas o pailas abiertas, por medio de vapor y otros utilizan una mayor mecanización

La operación es relativamente sencilla debido a que se fijan las condiciones de entrada, salida, nivel de cada evaporador y extracción de vapores vegetales hacia el exterior.

Se realiza en evaporadores tipo Roberts en los cuales el vapor y el jugo se encuentran en cámaras separadas que fluyen en el mismo sentido.

El jugo pasa de un evaporador a otro con bombas denominadas “de transferencia”. El control global de un evaporador se ejecuta a través de la estabilización de cinco factores muy importantes:

• La concentración del producto final

• La presión absoluta en el último cuerpo

• La alimentación de vapor y jugo al primer evaporador

• Remoción de condensados y gases inconfesables

• El control de incrustación en cada evaporador

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Cuando se logra reducir el contenido de agua al 33-40 % (60-67 °Brix), denominándose "meladura" al jugo concentrado que sale de los evaporadores.

2.1.8 CRISTALIZACION

Para lograr la formación de los cristales de azúcar (sacarosa) se requiere eliminar el agua presente en la meladura, esto se realiza durante la cocción de las templas en equipos llamados “tachos”, que no son otra cosa que evaporadores de simple efecto que trabajan al vacío.

En un sistema de tres templas se producen tres tipos de masas cocidas o templas: las "A", las "B" y las "C". Las templas A son las de azúcar comercial y las otras son materiales para procesos internos que permiten obtener finalmente una miel final o melaza con bajo contenido de sacarosa. Para elaborar las templas A se concentra la masa hasta obtener 91–92°Brix. Al llegar a esta concentración se descarga La templa o masa conocida hacia los cristalizadores. Para lograr la separación de los cristales presentes en la templa, se emplean centrifugas de primera. Los cristales separados son denominados "azúcar A", que es el azúcar comercial, y la miel separada es llamada "miel A", que es recirculada al Piso de Tachos para su agotamiento interno.

En particular el proceso que se realiza con el equipo de tres tachos es primeramente las mieles provenientes del evaporador se colocan en el tacho de A, donde a su vez se inyecta una semilla la cual puede ser azúcar glas, azúcar diluida en alcohol o algún polvillo secador, con el propósito de estimular el crecimiento del grano; posteriormente se pasan las mieles a las templas de donde se alimenta a los tachos las mieles incristalizables que no han logrado la formación de grano se trasladan al tacho de B para continuar con el crecimiento del grano y las mieles incristalizables de B se trasladan al tacho de C y a las centrifuga las cristalizadas que lograron una formación adecuada del grano. Saturado el tacho se descarga el contenido a un tanque cristalizador, que tiene el propósito de disminuir la temperatura de la templa. En esta etapa se lleva una supervisión constante del tamaño del grano y que este sea uniforme, para así obtener una azúcar homogénea. En esta etapa La experiencia del operativo debe juzgar el punto exacto del cocimiento, para la obtención de un buen producto.

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2.1.9 CENTRIFUGADO (SEPARACION)

Una vez terminada la etapa de formación de grano se procede a la separación de los cristales que se han formado y que están junto con mieles o melazas; la centrifuga es alimentada por la templa de A y B para la obtención de azúcar; la centrifuga está equipada con unos filtros al interior para que al momento de que gira a altas revoluciones por minuto (450/900/1,200 r.p.m) se logre separar las mieles que serán conducidas por los filtros para ser enviadas al Tacho de C, quedando en la centrifuga únicamente el azúcar que posteriormente se lava con agua, esta azúcar es trasportada a departamentos desecadores u hornos, donde se completará la evaporación del agua contenida.

De esta etapa se puede obtener el primer tipo de azúcar el cual es el mascabado, que principalmente es comercializado por marcas de renombré con un precio casi del doble que el del azúcar refinada.

2.1.10 AZUCAR ESTANDAR

El proceso para poder producir el azúcar estándar es muy sencillo ya que a partir que se tiene el mascabado, en la misma centrifugadora antes de obtener los cristales, se lavan con agua que para obtener un cristal limpio, ya que el mascabado que es el primer producto fabricado, es idéntico a la azúcar estándar simplemente, se le remueve la capa de miel que tiene pegada en sus aristas.

2.1.11 REFINADA

En el caso de la producción de azúcar blanca refinada, existe un proceso adicional, que utiliza como materia prima azúcar blanco estándar o azúcar crudo.

En este proceso se disuelve el azúcar a 60 grados brix, luego se le adiciona carbón activado y tierra diatomácea. Esta solución se hace pasar por primera y segunda filtración en filtros verticales, hasta obtener un licor claro. El licor es evaporado y empieza la cristalización de los granos

2.1.10 SECADO

En el proceso de centrifugado se utiliza agua de condensado para lavar el azúcar, lo cual da como resultado humedades entre 0.3 % y 0.6%, por lo que es necesario pasarla por un proceso de secado para alcanzar niveles entre 0.2% para azúcar crudo y 0.03% para azúcares blancos. Este proceso se realiza en centrifugadoras.

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2.1.13 ENVASADO

En esta etapa se procede a envasar el azúcar que en algunos casos es refinada (Plan de Ayala y Plan de San Luís) y en otros es en base estándar (San Miguel el Naranjo y Alianza Popular), en presentaciones de sacos con un contenido de 50 kg. Esta actividad se realiza mediante una báscula calibrada para dosificar el azúcar a los costales.

El azúcar crudo de exportación sale directamente de la secadora a las bodegas de almacenamiento. En las bodegas se carga a granel en camiones que la transportan al puerto de embarque. El azúcar blanco estándar y refinada se empaca en sacos de 50 y 46 kg y jumbos de 1400 kg. Para ser comercializado local e internacionalmente.

El Azúcar seco es Conducido hacia las tolvas de almacenamiento para su posterior envasado en sacos triple capa de papel craft. Durante el llenado de los sacos existe un estricto control del peso de los sacos. El Producto envasado es inmediatamente transportado hacia las Bodegas de Azúcar para su almacenamiento y posterior entrega a los clientes.

El azúcar blanco también es envasado en fundas plásticas en presentaciones de 250 g, 500 g, 1 kg, 2 kg y 5 kg.

2.1.14 MAQUINARIA PRINCIPAL

Accionamientos eléctricos para molinos Sulfitación con eyectores con cero contacto ambiental Clarificadores rápidos e inocuos Evaporadores tipo EVTL Tacho continuo de alta eficiencia Cristalizador vertical Centrifugas automáticas de cero supervisión Sistemas de lavadores de cenizas en las calderas para controlar las

emisiones de la misma Sistema cerrado de agua, que permite minimizar el consumo de este

recurso.

2.1.15 GRADOS BRIX

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Los grados Brix (símbolo °Bx) miden el cociente total de sacarosa disuelta en un líquido. Una solución de 25 °Bx tiene 25 g de azúcar (sacarosa) por 100 g de líquido o, dicho de otro modo, hay 25 g de sacarosa y 75 g de agua en los 100 g de la solución. Los grados Brix se miden con un sacarímetro, que mide la gravedad específica de un líquido, o, más fácilmente, con un refractómetro.

EXPERIMENTACION

DETERMINACION DE GRADOS BRIX A UNA DISOLUCION DE AZUCAR ESTANDAR EN BASE CON LA NORMA NMX-F-436-SCFI-2011

RESUMEN

La norma mexica NMX-F-436-SCFI-2011 para la INDUSTRIA AZUCARERA Y ALCOHOLERA tiene como objetivo establecer el método del refractómetro para determinar los Grados Brix, en muestras de jugos de especies vegetales productoras de azúcar y materiales azucarados.

OBJETIVO

Conocer la concentración en grados Brix de la muestra prueba a analizar

MARCO TEORICO

El ° Brix provee una estimación rápida de la concentración de azúcares en una solución. Sin embargo, el ° brix mide la cantidad de sólidos solubles presentes en una solución jugo o pulpa expresados en porcentaje de sacarosa.

El ° Brix se mide determinando el índice de refracción de la solución. Una solución de sacarosa al 1%, tendrá determinado índice de refracción, el mismo que corresponderá a 1 °Brix. El agua destilada tiene cero °Brix, es decir, 0% de sólidos solubles, y tiene un índice de refracción de 1,3330. El índice de refracción es dependiente de la temperatura, por lo tanto los °Brix también son dependientes de la temperatura, y si la muestra se encuentra a diferente temperatura se podrá realizar un ajuste en °Brix, según la temperatura a la que se realice la lectura.

Los °Brix se determinan empleando refractómetros calibrados a 20 ºC. Dependiendo de la escala del equipo utilizado, se puede tener medidas del índice de refracción, o directamente los °Brix. Independientemente de la escala del equipo, todo refractómetro debe ser calibrado con agua destilada antes de cada medida.

Grado Brix:

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Sistema de medición específico, en el cual el ° Brix, representa el porcentaje en peso de sacarosa pura en solución. En la industria azucarera se le considera como el porcentaje de sólidos disueltos y en suspensión, en las soluciones impuras de azúcar.

Índice de refracción:

Es la magnitud que es desvía la luz polarizada cuando pasa a través de un objeto solido en este caso los cristales de sacarosa en disolución, (es un fenómeno muy relacionado a la estereoisomería, enantiomería, y gracias a la actividad óptica de los compuestos se puede conocer este parámetro.)

Fundamentación

Se basa en el índice de refracción de soluciones que contengan principalmente sacarosa. Este índice, es una medida exacta de la concentración de sustancia disuelta en soluciones que contengan principalmente sacarosa.

Hipótesis:

“Si se aumenta la concentración de azúcar en la muestra, entonces, la lectura de grados Brix también aumenta”

Materiales:

Gotero

Pizeta

Colador

Papel filtro

Instrumentos

Refractómetro

Procedimiento:

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1. Prepare 25 ml de soluciones de sacarosa de diferentes concentraciones en peso, por lo menos 5 diferentes. Asumir que la densidad de las soluciones es igual a la del agua, 1 g/mil.2. Encerar el refractómetro con agua destilada y limpiar cuidadosamente.3. Determine el ° Brix para cada solución.4. No olvide lavar con agua destilada entre medida y medida.

Resultados

Alícuota por cantidad de azúcar

Grados Brix Índice de Refracción

1.5201 g 7 1.343

2.9827 g 11.5 1.35

5.1289 g 21 1.365

6.3663 g 27.5 1.377

10.9599 g 42.5 1.405

Conclusiones:

Después de llevar a cabo la experimentación de los grados Brix, con las 5 muestras con distinta concentración, nos arrojaron los resultados anteriores lo que nos hace ver la veracidad de la hipótesis que planteaba el aumento de los grados Brix conforme el aumento de la concentración de azúcar, aunque cabe resaltar que el azúcar empleado en nuestro experimento fue de dudosa calidad, ya que contenía algunas impurezas y los cristales estaban formados de manera irregular, salvo esto concluimos en que estas pruebas son necesarias para analizar el azúcar elaborada en los ingenios como una prueba indispensable de calidad en cuanto pureza se refiere.

Bibliografía:

Pieter Honig. (1982). principios de tecnología azucarera. MEXICO: CIA. Editorial Continental, S. A.DE C.V , MEXICO

Chen James and Chung-Chi Chou. (25 octubre 1993). Cane Sugar Handbook. Estado Unidos: C John Wiley & Sons; Edición: Revised.

J.G. Davies, Principles of cane sugar manufacture, London,1938

C. A. Browne & F. W. Zerban. Physical and Chemical Methods of Sugar Analysis, John Wiley & Sons. New York City, 1941

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II.2 NORMATIVIDAD

El término normativa designa a la agrupación de normas que son plausibles de ser aplicadas a instancias de una determinada actividad o asunto. En tanto, una norma es aquel precepto que demanda un cumplimiento ineludible por parte de los individuos, es decir, no solamente deberemos cumplir las normas sino que la no observación de una supondrá un concreto castigo que puede acarrear el cumplimiento de una pena ya sea económica o penal.

Las normativas y normas a nivel industrial en México se clasifican de la siguiente forma:

NOM: Las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) son regulaciones técnicas de observancia obligatoria expedidas por las Dependencias de la Administración Pública Federal, que establecen reglas, especificaciones, atributos, directrices, características o prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema, actividad, servicio o método de producción u operación, así como aquellas relativas a terminología, simbología, embalaje, marcado o etiquetado y las que se refieran a su cumplimiento o aplicación.

Cabe señalar que las NOM elaboradas conjuntamente por la SEMARNAT y otras Secretarías, además de estar clasificadas por materia, también pueden consultarse bajo la categoría de Elaboración Conjunta con otras Secretarías.

NMX: Las Normas Mexicanas es una serie de normas cuyo objetivo es regular y asegurar valores, cantidades y características mínimas o máximas en el diseño, producción o servicio de los bienes de consumo entre personas morales y/o personas físicas, sobre todo los de uso extenso y de fácil adquisición por parte del público en general, poniendo atención en especial en el público no especializado en la materia.

En la industria azucarera se tiene varias normas a seguir, ya sean las normas y normativas generales para la industria, así como las específicas para el sector alimenticio y calidad de producción de la azúcar.

2.2.1 NORMAS DE HIGIENE Y CALIDAD

NORMA Oficial Mexicana NOM-251-SSA1-2009, Prácticas de higiene para el proceso de alimentos, bebidas o suplementos alimenticios.

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1. Objetivo y campo de aplicación

 Esta Norma Oficial Mexicana establece los requisitos mínimos de buenas prácticas de higiene que deben observarse en el proceso de alimentos, bebidas o suplementos alimenticios y sus materias primas a fin de evitar su contaminación a lo largo de su proceso.

2. Campo de aplicaciónEsta Norma rige en todo el territorio nacional y se aplica en todos los centros de trabajo, excepto en los casos siguientes:a) la señalización para la transportación terrestre, marítima, fluvial o aérea, que sea competencia de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes;b) la identificación de riesgos por fluidos conducidos en tuberías subterráneas u ocultas, ductos eléctricos y tuberías en centrales nucleares;c) las tuberías instaladas en las plantas potabilizadoras de agua, así como en las redes de distribución de las mismas, en lo referente a la aplicación del color verde de seguridad.

4. Obligaciones del patrónEstablecer las medidas necesarias para asegurar que las señales y la aplicación del color para propósitos de seguridad e higiene, así como la identificación de los riesgos por fluidos conducidos en tuberías, se sujeten a las disposiciones de la presente Norma.Proporcionar capacitación a los trabajadores sobre la correcta interpretación de los elementos de señalización indicados en el apartado anterior.Garantizar que la aplicación del color, la señalización y la identificación de la tubería estén sujetos a un mantenimiento que asegure en todo momento su visibilidad y legibilidad.

5. Obligaciones de los trabajadoresParticipar en las actividades de capacitación Respetar y aplicar los elementos de señalización establecidos por el patrón.

6. Señales de seguridad e higieneLas señales de seguridad e higiene deben cumplir con:a) atraer la atención de los trabajadores a los que está destinado el mensaje específico;b) conducir a una sola interpretación;c) ser claras para facilitar su interpretación;d) informar sobre la acción específica a seguir en cada caso;e) ser factible de cumplirse en la práctica;

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7. Identificación de riesgos por fluidos conducidos en tuberías.

En el presente capítulo se establece el código de identificación para tuberías, el cual consta de los tres elementos siguientes:a) color de seguridad;b) información complementaria;c) indicación de dirección de flujo.

NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-120-SSA1-1994, BIENES Y SERVICIOS. PRÁCTICAS DE HIGIENE Y SANIDAD PARA EL PROCESO DE ALIMENTOS, BEBIDAS NO ALCOHÓLICAS Y ALCOHÓLICAS.

OBJETIVOS

Esta Norma Oficial Mexicana establece las buenas prácticas de higiene y sanidad que deben observarse en el proceso, elaboración, fabricación, mezclado, acondicionamiento, envasado, conservación, almacenamiento, distribución, manipulación y transporte; de alimentos, bebidas no alcohólicas y alcohólicas, aditivos y sus materias primas.

PRACTICAS DEHIGIENE Y SANIDAD.

Disposiciones para el personal Personal: las persona que entre en contacto con el proceso de producción debe observar, las indicaciones siguientes: Presentarse aseados a trabajar. Usar ropa y calzado limpios. Manos limpias y desinfectadas. Utilizar cubre boca. Mantener uñas cortas sin barniz. Cubrirse cabello, barba y el bigote. Las redes, cofias y cubre bocas sin adornos. Cuando se usen mandiles y guantes lavarse y desinfectarse, entre una y otra manipulación de producto. Se prohíbe fumar, mascar, comer, beber o escupir. No usar plumas u otros objetos desprendibles en áreas de producción. No usar joyas que puedan contaminar el producto. Los broches y pasadores para el cabello deben ir cubiertos. Las cortadas y heridas cubrirse con material impermeable. Evitar que personas con enfermedades contagiosas laboren en contacto directo con los productos. Evitar estornudar y toser sobre el producto. Los operarios de producción deben entrenarse en buenas prácticas de higiene y sanidad.

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Visitantes: cubrirse cabello, barba y bigote, y usar ropa adecuada.

Instalaciones físicas Patios: Evitar condiciones que generen contaminación y tener drenajes suficientes y con cubierta que evite entrada de plagas. Edificios: Con características que impidan contaminar el producto, conforme a los ordenamientos legales correspondientes. Pisos: Impermeables, homogéneos, con pendiente hacia el drenaje y de fácil limpieza y desinfección. Paredes: Si están pintadas, debe ser lavable e impermeable. En el área de elaboración no se permiten las paredes de madera. Las uniones del piso y la pared deben ser de fácil limpieza. Techos: Impedir la acumulación de suciedad y evitar al máximo la condensación y ser accesibles para su limpieza. Ventanas: con protecciones en buen estado para reducir la entrada de polvo. Los vidrios que se rompan reemplazarse. Puertas: Los claros y puertas en buen estado para evitar la entrada de polvo, lluvia y fauna nociva.

Instalaciones sanitarias Sanitarios Deben tener retretes, papel higiénico, lavamanos, jabón, secador de manos y basurero. Colocar rótulos indicando lavarse las manos después de usarlos. Deben conservarse limpios, secos y desinfectados. Debe haber lavamanos en las áreas de elaboración. Proveerse instalaciones para lavarse y secarse las manos cuando así lo exija la naturaleza de las operaciones. Disponer de instalaciones para la desinfección de las manos, con jabón, agua y solución desinfectante. Contar con un medio higiénico para el secado de las manos y junto a cada lavabo dispositivos de distribución y receptáculo.

Servicios a planta Abastecimiento de agua Drenaje: Con trampas para olores y rejillas contra plagas, si no se puede, establecer programa de limpieza para esa finalidad. Iluminación: Protegerse focos y lámparas para que en caso de rotura no contaminen el producto, si existe ese riesgo. Ventilación: Adecuada a las actividades realizadas conforme a la Norma correspondiente. Ductos

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Las tuberías, rieles, cables, etc., no deben estar libres y encima de tanques y áreas de trabajo y ser accesibles para su limpieza.

Equipamiento Equipos y utensilios: no deben constituir un riesgo para la salud. Materiales Mantenimiento

Proceso Materia prima Proceso de elaboración Prevención de contaminación cruzada Envasado AlmacenamientoTransporte

Control de plagas El control de plagas es aplicable a todas las áreas del establecimiento, inclusive vehículos de acarreo y reparto.

Limpieza y desinfección Aplicarse limpieza eficaz y regular de los establecimientos, equipos y vehículos. Y cuando sea necesario desinfección. Los procedimientos serán peculiares al proceso y producto de que se trate. Implementándose un programa calendarizado por escrito que guíe a la supervisión y a los empleados para la debida limpieza de todas las áreas. Seleccionar adecuadamente detergentes y desinfectantes. Eliminarse con agua potable cuando entren en contacto con los productos.

2.2.2 NORMAS DE SEGURIDAD

NORMA Oficial Mexicana NOM-001-STPS-2008, Edificios, locales, instalaciones y áreas en los centros de trabajo-Condiciones de seguridad.

Esta norma oficial esta principalmente relacionada con las condiciones de seguridad de los edificios, locales, instalaciones y áreas de trabajo con el fin de reducir el riesgo para los trabajadores.

Entre los puntos que esta norma puntualiza un carácter de recomendación, se destacan temas específicos, en los cuales, siempre se busca la prevención de accidentes o malas condiciones laborales para los trabajadores que prestan sus servicios a cualquier empresa. Entre los puntos que se manejan en esta norma de manera general se depuran los siguientes:

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Obligaciones del patrón: El patrón debe velar por que las instalaciones de su empresa estén en buenas condiciones, que les de mantenimiento, debe revisar periódicamente que sus trabajadores tengan las herramientas necesarias para llevar a cabo su trabajo de forma adecuada y también tiene la obligación de testear el ánimo de estos para ver si pudiera mejorar el ambiente laboral para sus empleados.

Obligación de los trabajadores: Los empleados deben ser los que comuniquen al patrón acerca de situaciones que pongan en riesgo la actividad de la empresa, así como de participar en el cuidado de las instalaciones y de darles el uso a estas para el que fueron destinadas.

Requisitos de seguridad en el centro de trabajo: Se refiere principalmente a las especificaciones físicas de la fábrica en cuanto a instalaciones, sea un ejemplo, la dimensión de las escaleras, la delimitación de las zonas para circular, así como las dimensiones y formas idóneas de cada elemento en la empresa para la seguridad de todos los que ahí laboran.

Condiciones de seguridad en el funcionamiento de los sistemas de ventilación artificial: Hace referencia al manejo de la ventilación, principalmente que el aire o la contaminación extraída de alguna estancia de la empresa no afecte a otra fracción de la misma, así como contar con un programa anual para el cuidado de esta ventilación.

Requisitos de seguridad para el tránsito de vehículos: Habla acerca de las dimensiones que deben tener las puertas por donde pasan los vehículos que tienen acceso a la empresa, así como la señalización de la circulación vehicular y la peatonal de forma que el orden en cuanto a circulación no se vea afectada y sea eficiente.

Unidades de verificación: La empresa deberá tener en su personal una unidad de verificación la cual se encargue de dar fe y legalidad de las instalaciones así como de ver si se lleva a cabo lo que en esta norma se propone para garantizar así la seguridad e integridad de cada uno de los trabajadores.

2.2.3 NORMAS ESPECÍFICAS PARA LA INDUSTRIA AZUCARERA

NMX-F-085-SCFI-2004

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INDUSTRIA AZUCARERA - AZÚCAR CRUDO (MASCABADO) - ESPECIFICACIONES (CANCELA A LA NMX-F-085-1985)

Esta norma mexicana establece las especificaciones de calidad que debe cumplir el azúcar (sacarosa) crudo (mascabado), para consumo humano; que se comercializa en territorio nacional.

El producto que refiere la presente norma, se clasifica por su grado de calidad en azúcar crudo (mascabado).

Se tiene las siguientes especificaciones:

Fisicoquímicas:

El azúcar crudo (mascabado) objeto de la aplicación de esta norma, cuando se destine para consumo humano, debe cumplir con las especificaciones que se establecen en la tabla 1.

Microbiológicas

El azúcar crudo (mascabado) objeto de la aplicación de esta norma, cuando se destine para consumo humano, debe cumplir con las especificaciones que se establecen en la tabla 2.

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Sensoriales

El azúcar crudo (mascabado) objeto de la aplicación de esta norma, cuando se destine para consumo humano, debe cumplir con las especificaciones que se establecen en la tabla 3.

NMX-EE-048-2002. INDUSTRIA AZUCARERA. SACOS DE POLIPROPILENO, SACOS CON LINER DE POLIETILENO Y SACOS LAMINADOS DE BOCA

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ABIERTA PARA ENVASAR AZÚCAR. ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA.

Esta Norma mexicana establece las especificaciones mínimas de calidad que deben cumplir los sacos que se usan para envasar azúcar.

Esta Norma aplica a los sacos de polipropileno, sacos con liner de polipropileno y laminados que se comercializan en territorio nacional.

El producto de esta Norma es de un solo tipo y un solo grado de calidad: Tipo Tubular

ESPECIFICACIONES

Requisitos Generales.

Ser fabricados de materiales que cumplan con las Normas oficiales mexicanas y cuando se requiera con las Normas internacionales de seguridad y para el transporte.

Ser resistentes a la acción de la fotodegradación.

No sufrir alteraciones por las condiciones atmosféricas como presión, temperatura y humedad.

Ser diseñados para proteger al producto contra la degradación, compactación, cambio de peso u otros daños.

La vida media del envase con el producto debe ser lo menos dos años, manteniendo a niveles aceptables la calidad del producto debidamente almacenado, no a la intemperie.

Color: El saco debe ser polipropileno 100% de color natural o esencialmente sin color a menos que se haya acordado otra cosa entre fabricante y consumidor.

Olor: Los sacos tejidos de polipropileno no deben transmitir al azúcar ningún olor.

Costura: Puede ser doble o sencilla siempre y cuando satisfaga las necesidades del consumidor. Los sacos de polipropileno deben ir perfectamente cosidos para que cumplan con la tolerancia en lo que respecta a la merma del contenido de azúcar que es de 0.01% debido a las operaciones de envasamiento, almacenaje, traslado y manipulación durante la estiba y desestiba de los bultos. La longitud de la puntada deber ser de 15 a 22 puntadas por decímetro, El hilo de costura debe ser de 1100 A 1350 denier y con una resistencia a la tracción de 4 kgf ±10%.

Capacidad y uso: Considerando las diferentes calidades de azúcar granulada que ha de envasarse, la capacidad del saco será de 50 kg netos mínimos sobrando

53

tela para el cosido de la boca, para mejores resultados en la conservación físico-química y microbiológica del contenido se deberá usar en una sola ocasión.

Deshilachado: Para evitar cualquier deshilachado en la zona de costura o pegado los sacos el corte debe ser ondulado tipo sierra

Tela: La tela empleada en los sacos de polipropileno debe ser 100% virgen reforzada con dióxido de titanio y carbonato para impartir estabilidad dimensional, protección contra fotodegradación y color, y debe cumplir con los requisitos indicados en la tabla 2.

Resistencia al impacto: Esta prueba simula el manejo a que son sometidos los sacos de polipropileno contenido 50 kg en las operaciones de estiba y desestiba propias del envasado, almacenamiento transporte y distribución de azúcar.

Consiste en dos tipos de prueba: Prueba de caída libre a 750 cm. y Prueba de maniobra a 150 cm.

Las pruebas se consideran satisfactorias si el saco no se rompe en ninguna zona de la tela, la costura, el sello ni presenta rompimiento aislado de cintas (urdimbre o trama), además no deberá tener separaciones entre una cinta y otra mayor de 4 mm. En más de 3 cintas consecutivas en una longitud no mayor de 5 cm.

54

II.3 VARIABLES EXPERIMENTALES DEL PROCESO

La función del control de calidad existe primordialmente como una organización de servicio, para conocer las especificaciones establecidas por la ingeniería del producto y proporcionar asistencia al departamento de fabricación, para que la producción alcance estas especificaciones. Como tal, la función consiste en la recolección y análisis de grandes cantidades de datos que después se presentan a diferentes departamentos para iniciar una acción correctiva adecuada.

Todo producto que no cumpla las características mínimas para decir que es correcto, será eliminado, sin poderse corregir los posibles defectos de fabricación que podrían evitar esos costos añadidos y desperdicios de material.

Para controlar la calidad de un producto se realizan inspecciones o pruebas de muestreo para verificar que las características del mismo sean óptimas.

Esto asegura de que sus productos o servicios cumplan con los requisitos mínimos de calidad.

En la Industria Azucarera se tienen varias normas y normativas para las determinaciones del control de calidad

NOM-110-SSA1-1994. Esta Norma Oficial Mexicana establece el procedimiento para la preparación de diluciones para el análisis microbiológico de productos alimenticios

NOM-111-SSA1-1994. Esta Norma Oficial Mexicana establece el método general para determinar el número de mohos y levaduras viables presentes en productos destinados al consumo humano por medio de la cuenta en placa a 25 ± 1°C.

NOM-112-SSA1-1994. Esta Norma Oficial Mexicana establece el método microbiológico para estimar el número de coliformes presentes en productos alimenticios, por medio del cálculo del número más probable (NMP) después de la incubación a 35 °C de la muestra diluida en un medio líquido.

NOM-114-SSA1-1994 Esta Norma Oficial Mexicana establece un método general para la determinación de Salmonella  (sptaphylococcus aureus) en alimentos.

NOM-117-SSA1-1994. Esta Norma Oficial Mexicana establece los métodos de prueba de espectrometría de absorción atómica para la determinación de

55

cadmio, arsénico, plomo, estaño, cobre, fierro, zinc y mercurio presentes en alimentos, bebidas, agua purificada y agua potable.

NMX-F-079-SCFI-2012. La presente norma mexicana establece el método para la determinación de la polarización de los azúcares a 20 °C. En la primera parte se refiere al azúcar con una polarización mínima de 99 °Z a 20 °C, y en la segunda parte, a los azúcares con polarización menor de 99 °Z incluyendo el azúcar crudo (mascabado).

NMX-F-082-SCFI-2012. La presente norma mexicana establece el método gravimétrico para la determinación de cenizas sulfatadas en azúcares.

NMX-F-255-1978. Esta Norma Mexicana establece el método microbiológico para determinar el número de hongos y levaduras en alimentos.

NMX-F-286-1992. Esta Norma especifica el procedimiento mediante el cual debe hacerse la preparación y la dilución de muestras de alimentos para análisis microbiológico.

NMX-F-294-SCFI-2011. La presente norma mexicana establece el método de prueba para determinar el contenido de humedad superficial en muestras de azúcares cristalizados.

NMX-F-304-1977. Esta Norma Mexicana establece una técnica de tipo general para la investigación de Salmonella en alimentos.

NMX-F-308-1992. Esta Norma Mexicana establece el procedimiento para obtener la cuenta de los organismos fecales en aguas, moluscos, verduras y otros alimentos de origen vegetal.

NMX-F-498-SCFI-2011. Esta norma mexicana establece el método para cuantificar el arsénico en azúcares blancos, cuya concentración de arsénico no exceda los 2 mg/kg.

NMX-F-499-SCFI-2011. La presente norma mexicana establece el método colorimétrico y es aplicable a azúcares: refinado, blanco especial, estándar y crudo (mascabado), con un contenido de plomo no mayor de 0,5 mg Pb / kg.

NMX-F-501-SCFI-2011. La presente norma mexicana establece el método colorimétrico para determinar dióxido de azufre en azúcares blancos. Se basa en la determinación colorimétrica de SO2.

NMX-F-526-SCFI-2012. La presente norma mexicana establece el método de prueba para determinar color por absorbancia en muestras de azúcares granulados, partiendo de una solución filtrada de concentración conocida.

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NMX-F-305-SCFI-2011. La presente norma mexicana establece el método de muestreo de cachaza en los filtros.

NMX-F-316-SCFI-2011. La presente norma mexicana tiene por objeto establecer un método para determinar sólidos totales en mieles.

NMX-F-436-SCFI-2011. La presente norma mexicana establece el método del refractómetro para determinar los Grados Brix, en muestras de jugos de especies vegetales productoras de azúcar y materiales azucarados.

NMX-F-504-SCFI-2011. La presente norma mexicana establece el método para la determinación de cobre en azúcares blancos con concentraciones de cobre no mayores a 2,5 mg/Kg.

NMX-F-271-1991. Esta Norma Mexicana establece el método para determinar Pol (sacarosa aparente) en muestras de jugos de especies vegetales productoras de azúcar, por el método del peso normal.

NMX-F-465-1991. Esta Norma Mexicana establece el equipo muestreador y el método para la toma de muestras de jugo de caña de azúcar, sujetas a las preparaciones y determinaciones analíticas pertinentes.

57CRISTALIZADOR CENTRIFUGAβ

α

δ

ε

C

FILTROI

J

DOR

RAPOEVA

K

L

PRTV

π

ὰ

N

W

S

Q

UM

CRISTALIZADOR CENTRIFUGA Z

EXTRACTOR A

B

D CLARIFICADORF

E

G H

II.4 BALANCE DE MATERIA

58

SERIES DE ECUACIONES PARA ESTABLECER EL BALANCE DE MATERIA.

OPERACIÓN ECUACION ECUACION POR FRACCION DE SACAROSA

Extractor A+B=C+D A X A+B X B=C XC+D X D 1° Nodo de

unionD+E = F D X D+EXE=FXF

Clarificador F+G+H=I+K F XF+GX G+H XH=I X I+K X KFiltro I=E + J I X I=EXE+J X J

2° Nodo de union

K + ὰ = π K X K+ὰ Xὰ=π Xπ

3° Nodo de union

N+M = ὰ N X N+M XM=ὰ X ὰ

1° Evaporador π + L = Q + P π Xπ+L XL=Q XQ+P X P2° Evaporador Q+P=R+S Q XQ+PX P=RXR+S X S3° Evaporador R+S=T+U R X R+S XS=T X T+U XU4° Evaporador T+U = V+W T XT+U XU=V XV+W XW1° Cristalizador W=N+Z W XW=N X N+Z X Z1° Centrifuga Z=α+β Z X Z=αX α+βX β

2° Cristalizador α=M+δ α Xα=M XM+δ Xδ2° Centrifuga δ=ε+θ δ Xδ=ε X ε+θ Xθ4° Nodo de

union β+θ=Ӧ β Xβ+θ Xθ=Ӧ XӦ

SecadorParte solida

Parte humedad

Ӧ + ¥ = ῼ + ǤӦ = ῼ¥ = Ǥ

Ӧ XӦ+¥ X¥=ῼ Xῼ+Ǥ XǤӦXӦ=ῼXῼ¥ X¥=ǤXǤ

Método de solución

Extractor.-

AZUCAR ESTANDAR CON O.O1 % DE HUMEDAD

59

A+B=C+D A X A+B X B=C XC+D X D

A = 3102.45 Ton/día (caña), B = 1085.85 Ton/día (agua)D = 372.294 + 1025 + 250: D = sacarosa + agua + bagazo

D= 1647. 294 Ton/ día (guarapo) C = A + B – D

C= 3102.45 + 1085.85 – 1647.294 C= 2541.006 Ton / día (bagazo)

A X A+B X B=C XC+D X D3102.45 (0.12) + 1085.85 (0) = 2541.006 (XC ¿+ 1647.294(0.20)

372.294 = 2541.006 (XC ¿ + 329.4588

42.83522541.006

= XC

XC=0.016857

Clarificador.-

F+G+H=I+K F XF+GX G+H XH=I X I+K X K

Como (i) es la suma del floculante, la lechada de cal y el bagazo que contiene el guarapo después de la extracción, y una cantidad considerable de guarapo que

es de alrededor de 23.7% que se arrastra al filtro.Lechada de cal = 1.551 ton/día, floculante = 0.573 ton/día, 250 ton/día =

bagazo que se floculara, El 23.7 % de guarapo = 500 ton/día.I= 1.551+ 0.573 + 250 + 500

I= 752.124 Ton/día de líquido a filtrar

Filtro.-

I=E + J I X I=EXE+J X J

La eficiencia del jugo que se recupera con el filtro rotatorio al vacío es de 93%, es decir si entran si entran los 500 ton /día de jugo, se recuperaran con el filtro.

500(0.93)= 465 Ton/día de jugo J = I - E E= 465 Ton/día de jugo

J= 752.124 – 465J= 287.124 Ton/día FLOCULO

1° Nodo de unión.-

D+E = F D X D+EXE=FXF

Contenido de sacarosa en la caña 0.12%

A X A=372.294TON / DIA

60

D= 1647. 294 Ton/ día (guarapo), E= 465 Ton/día de jugoF= 1647.294 + 465

F= 2112.294 Ton/día de guarapo.1647(0.2)+465(X E ¿= 2112.294(0.17)

465(X E ¿= 359.0899- 329.4588

(X E ¿= 29.63118465

(X E ¿= 0.063722

Filtro.- I X I=EXE+J X J752.124(X I ¿=465 (0.06 )+287.124 (0.007)

752.124(X I ¿=27.9+2.0098

(X I )=29.9098752.124

(X ¿¿ I )=0.039767¿

Clarificador.-

F+G+H=I+K F XF+GX G+H XH=I X I+K X K

K= F=G=H- I K= 2112.294+1.551+0.573- 752.124

K= 1362.294 Ton/día de jugo clarificado

X K=EX E−IX IK

X K=2112,294 (0.17 )−752.124(0.039)

1362.294

X K=329.7571441362.294

X K=0.242060

2° Nodo de union

X π=0.23 X ὰ=0.12 1362.294+ὰ=π1362.294 (0.2420 )+ὰ (0.12 )=(1362.294+ὰ ) (0.23 )

329.6751+ὰ (0.12 )=313.32762+ὰ (0.23)329.6751−313.32762=ὰ (0.23−0.12)

16.34748=ὰ (0.11 )

ὰ=16.347480.11

ὰ = 148.613454 TON / DIA DE AGUAS MADRES (MIELES)π=148.613454+1362.294

K + ὰ = π K X K+ὰ Xὰ=π Xπ

61

π=1510.90745 tonde jugodia

Tren de evaporación

1° Evaporador π + L = Q + P π Xπ+L XL=Q XQ+P X P

De la bibliografía se presenta que al introducir 100 ton/hr de jugo se debe suministrar 40 t/hr de vapor de calentamiento inerte. 1510.9074/ 24= 62.9544

ton/hr jugo 40 ton/hr de vapor 100 ton/ hr jugo

25.1827 62.954425.1827 (24) = 604.3622 ton de vapor/ día

Evaporado : π = P + Q π Xπ=Q XQ+P XP1510.9074 (0.23 )=P (0 )+Q (0.375 )

347.5087 = Q (0.375)

Q = 347.50870.375

Q = 926.6898 Ton de jugo / día P = 1510.9074 – 929.6898

P = 584.21758 ton de vapor/ día + 604.3622 ton de vapor inerte/ día P = 1188.5798 ton de vapor / día

2° Evaporador Q+P=R+S Q XQ+PX P=RXR+S X SComo P permanecerá constante por ser inerte, se elimina de las ecuaciones. Q+P=R+S y Q XQ+PX P=RXR+S X S quedando Q = R + S Y Q XQ=RXR+S X S.

926.6898 (0.375) = 0 + S (0.429)347.50868 = S (O.429)

S = 347.508680.429

S = 810.04353 Ton de jugo/ día R = Q-S R = 926.6898 - 810.04353

R = 116.64627 + 1188.5798 ton de vapor / díaR = 1305.22607 Ton de vapor / día

3° Evaporador S=T+U S X S=T XT+U XUS = 810.04353 Ton de jugo/ día,

810.04353 (0.429) = U (0.58) + P (0)347.50867 = U (0.58)

U= 347.508670.58

62

U = 599.15288 Ton de jugo / día T= S-U T = 810.04353 – 599.15288

T = 210.89065 Ton de vapor / día + 1305.22607 Ton de vapor / díaT = 1516.11672Ton de vapor / día

4° Evaporador U = V+W U XU=V XV+W XW599.15288(0.58)=V (0 )+W (0.75 )

347.5087= W (0.75)

W=347.508670.75

W = 463.34489 Ton de jugo/ día V=U−W V=463.34489−451.30996

V= 12.034933 Ton de vapor/ día + 1516.11672Ton de vapor / díaV = 1528.151653 Ton de vapor / día

1° Cristalizador.-

W=N+Z W XW=N X N+Z X Z

463.34489 (0.75) = N (0.18) + Z (0.9) N=W-Z,

347.50867 = (463.34489 – Z) (0.18) + Z (0.9) 347.50868 = 83.402080 – 0.18 Z + Z (0.9)

264.1066 = Z (0.72): Z=264.10660.72

=366.814722ton demeladura /dia

1° Centrifuga

Z=α+β Z X Z=αX α+βX β

Z= 366.814722TON /DIAMIELESC /CRISTALES α = 163.5789 TON / DIA MIELESβ= 366.814722- 163.5789

β= 203.2358 ton de azúcar / día 366.814722 (0.9 )=163.5789 ( Xα )+203.2358 (0.92 )

330.13325 = 163.5789 (X α¿+186.976956143.156293 = 163.5789 (X α¿

(X α¿=143.156293163.5789

N = 463.34489 – 366.814722 =96. 5301677 ton de aguas Madres/ día

63

(X α )=0.8751513

2° Cristalizador.-

α=M+δ α Xα=M XM+δ Xδ

δ= 163.5789 – 52.085151 = 111.493750 TON / DIA MIELES C / CRISTALES163.5789 (0.875151) = 52.083287 (XM ¿ + 111.493750 (0.93)

143.156238 = 52.083287 (XM ¿+103.6891187143.156238 – 103.6891187 = 52.083287 (XM ¿

39.467119352.083287

=0.757770

2° Centrifuga.-

δ=ε+θ δ Xδ=ε X ε+θ Xθδ=111.49375 , ε=13.50645 ,θ=97.98730 X δ=0.93 , X ε=? , Xθ=0.97

111.49375=13.50645+97.98730 111.49375 (0.93 )=13.50645 ( X ε )+97.98730 (0.97 )

103.6891875=13.50645 ( X ε )+95.0476818.641507=13.50645 (X ε )

(X ε )=8.64150713.50645

(X ε )=0.639806

4° Nodo de union.-

β+θ=Ӧ β Xβ+θ Xθ=Ӧ XӦ β= 203.2358 ton de azúcar / día

θ=97.98730 tonde azúcar /díaӦ=203.2358+97.98730

Ӧ=301.7231 ton deazúcar /díaβ Xβ+θ Xθ=Ӧ XӦ

301.7231 (X β )=97.98730 (0.97 )+203.2358 (0.92 )

(X β )=97.98730 (0.97 )+203.2358 (0.92 )

301.7231

(X β )=0.936238

64

Secador

Secador

Parte solidaParte humedad

Ӧ + ¥ = ῼ + ǤӦ = ῼ¥ = Ǥ

Ӧ XӦ+¥ X¥=ῼ Xῼ+Ǥ XǤӦXӦ=ῼXῼ¥ X¥=ǤXǤ

¥ = Ǥ

Ӧ = ῼ

Parte solida ӦXӦ=ῼXῼ301.7231(0.9362) = ῼ(0.99)

ῼ (0.99 )=282.473166

ῼ=282.4731660.99

ῼ=285.326430 ton deazucardia

Con 0.01 % de humedad Parte húmeda

¥ (1−X ¿¿¥ )=Ǥ(1−X ¿¿Ǥ)¿¿Ӧ + ¥ = ῼ + Ǥ ; Ӧ XӦ+¥ X¥=ῼ Xῼ+Ǥ XǤ

301.7231+ ¥ = 285.326430 + ǤǤ = 13.485175 + ¥

¥ (1−0.01)❑=13.485175+¥ (1−0.05)¥ (0.99 )=12.810916+¥ (0.95)

¥ (0.04 )=12.810916

¥=12.8109160.04

¥=320.2729 tonde airedia

Con una humedad de 1%

Ǥ = 13.485175 + 320.2729

Ǥ = 333.758075 tonde airedia

con una humedad de 5%

¥=?

0.0 (sólido)

0.03 (hum)

Ǥ=?

0.0 (sólido)

0.09 (humedad)

Ӧ= 301.7231

0.9362 (sólido)

0.06338 (hum)

ῼ=?

0.9952 (sólido)

0.0048 (hum)

65

Eficiencia del proceso

eficiencia=285.326430

ton deazucardia

372.294ton deazucar

dia

(100) = 76.64% de sacarosa a

sacarosa

eficiencia=285.326430

ton de azucardia

3102.45ton decanadia

(100)= 9.19681% de cana a sacarosa

2.4.1 TABLA DEL BALANCE Corriente Cantidad X (sacarosa)

A 3102.45 TON / DIA CAÑA 0.12B 1085.85 TON / DIA AGUA 0C 2541.006 TON / DIA BAGAZO 0.016857

D 1647.294 TON / DIA GUARAPO 0.20E 465 TON/DÍA DE JUGO 0.063722F 2112.294 TON/DÍA DE GUARAPO. 0.17G 1.551 TON/DÍA LECHADA DE CAL 0H 0.573 TON/DÍA FLOCULANTE 0I 752.124 TON/DÍA DE LÍQUIDO A FILTRAR 0.039767

J 287.124 TON/DÍA FLOCULO 0.007K 1362.294 TON/DÍA DE JUGO CLARIFICADO 0.242060

L 604.3622 TON / DÍA VAPOR 0ὰ 148.613454 TON / DIA AGUAS MADRES 0.12M 52.085151 TON / DIA AGUAS MADRES 0.757770

N 96.5301677 TON / DIA AGUAS MADRES 0.18π 1510.90745 TON / DIA JUGO C/ AGUAS

MADRES0.23

P 1188.5798 TON / DÍA VAPOR 0Q 926.6898 TON / DÍA JUGO 0.375R 1305.22607 TON / DÍA VAPOR 0

66

S 810.04353 TON / DÍA JUGO 0.429T 1516.11672 TON / DÍA VAPOR 0U 599.15288 TON / DÍA MELADURA 0.58V 1528.151653 TON / DÍA VAPOR 0W 463.34489 TON / DÍA MELADURA 0.75Z 366.814722 TON/ DIA MIELES C/ CRISTALES 0.9β 203.2358 TON / DÍA AZÚCAR 0.936238α 163.5789 TON / DIA MIELES 0.8751513δ 111.493750 TON / DIA MIELES C / CRISTALES 0.93ε 13.50645 TON / DIA MIELES 0.69806θ 97.98730 TON / DIA AZUCAR 0.97Ӧ 301.7231TON /DIA AZUCAR 0.9362ῼ 285.326430 TON / DIA AZUCAR ESTANDAR 0.9952¥ 320.2729 TON / DIA AIRE 0Ǥ 333.758075 TON / DIA AIRE 0

Eficiencia s/sEficiencia c/s

76.64 % 9.19681%

III. ESTUDIO DE MERCADOIII.1EVOLUCION DEL MERCADO DE AZUCAR EN MEXICO

3.1.1 LA AGROINDUSTRIA DE LA CAÑA DE AZÚCAR EN MÉXICO

La producción mundial de azúcar asciende a 147 millones de toneladas al año. Los principales productores son Brasil con 30%, la India con 21% y China con 7%. México es el sexto productor con aproximadamente cinco millones de toneladas que representan poco más del 3% de la producción mundial (Sagarpa, 2009).

Por ello en nuestro país, la agroindustria de la caña de azúcar es una de las más importantes debido a su relevancia económica y social. Esta agroindustria genera más de 440 mil empleos directos y beneficios indirectos a más de 2.2 millones de personas1. Sus actividades productivas se desarrollan en 227 municipios de 15 entidades federativas, donde habitan 12 millones de personas.

En 2012, se obtuvo una producción de 5.1 millones de toneladas de azúcar, el valor generado en la producción de azúcar fue por 53.6 mil millones de pesos y el 57% se distribuyó entre los 164 mil productores de caña. Esta actividad representó el 4.7% del Producto Interno Bruto (PIB) del sector primario y el 2.3% del PIB manufacturero en ese año.

3.1.2 Superficie industrializada y producción de caña de azúcar

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Para el periodo 2007-2012, la superficie industrializada promedio de caña de azúcar fue de 674.4 mil hectáreas. En el ciclo 2012/13, en nuestro país se cosecharon 780.3 mil hectáreas que abastecieron a 55 ingenios, superficie 10.9% superior a la industrializada el ciclo anterior, con siembras realizadas en el ciclo 2011/13, motivado principalmente por el incremento en los precios del azúcar registrado durante el periodo 2009-2011; pero generando un excedente de caña en un momento en el que el mercado regional, TLCAN y global, también tenían superávit. En México no se cuenta aún con suficientes mecanismos para diversificar el uso de la caña y así poder destinarla a otros usos en momentos de sobre abasto de azúcar, lo cual también serviría para sustituir parte de las importaciones en productos como por ejemplo, alcohol o etanol anhidro.

Superficie industrializada (hectárea)Ciclos 2006/07 a 2012/13

Fuente: CONADESUCA.

Para el periodo 2007- 2012, la producción promedio de caña de azúcar fue de 45.6 millones de toneladas. En el ciclo 2012/13 se obtuvieron 61.4 millones de toneladas, cifra 32.9% superior a la obtenida el ciclo anterior, motivado principalmente por el aumento en la superficie sembrada y el incremento del rendimiento en campo.

Producción de caña de azúcar (toneladas)Ciclos 2006/07 a 2012/13

3.1.3 Producción de azúcar

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Para el periodo 2007-2012, la producción promedio de azúcar fue de 5.1 millones de toneladas. En el ciclo 2012/13 se obtuvieron 6.9 millones de toneladas, cifra 38.2% superior a la obtenida el ciclo anterior, motivado principalmente por el aumento poco planificado de la producción de caña de azúcar; pero generando un exceso de oferta de azúcar que afectó al precio, tanto del azúcar como el de la caña, lo cual afectó al ingreso de una gran cadena agroindustrial en la que participan muchas personas del campo.

Producción de azúcar (toneladas)Ciclos 2006/07 a 2012/13

Fuente: CONADESUCA.

3.1.4 Productividad

El rendimiento promedio de la caña de azúcar para el periodo 2007-2012 fue de 67.6 toneladas por hectárea. Para el ciclo azucarero 2012/13, la productividad en campo fue de 78.7 toneladas de caña por hectárea, la más alta de la que se tenga registro, lo cual fue atípico y principalmente motivado por las condiciones climáticas favorables.

Rendimiento en campo (toneladas/hectárea)Ciclos 2006/07 a 2012/13

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Fuente: CONADESUCA

Para el periodo 2007-2012, el rendimiento agroindustrial promedio fue de 7.6 toneladas de azúcar por hectárea. Para la zafra 2012/13, el mayor rendimiento en campo se tradujo en un incremento en la productividad agroindustrial en su conjunto, que fue de 8.9 toneladas de azúcar por hectárea.

Rendimiento agroindustrial (toneladas/hectárea)Ciclos 2006/07 a 2012/13

Fuente: CONADESUCA.

3.1.5 Seguridad alimentaria

Para el ciclo azucarero 2012/13, la producción de azúcar fue de 6.9 millones de toneladas, y el consumo nacional aparente fue de 4.3 millones de toneladas, con un consumo per cápita de 38.3 kg/año³. Ante esto, actualmente el nivel de producción asegura el consumo nacional, sin embargo cabe considerar que más del 50% de la superficie cultivada es de temporal, por lo que se requiere una mayor inversión en infraestructura hidroagrícola y otras para asegurar el abasto nacional.

La agroindustria cuenta con capacidad para abastecer la demanda de azúcar del país y presenta excedentes que históricamente se han destinado al mercado

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regional de América del Norte, y a partir del ciclo 2012/13 el sobre abasto regional ha llevado a la necesidad de incursionar en nuevos mercados; sin embargo ante la disminución de los precios internacionales del azúcar, las alternativas son destinar caña a la producción sustentable de biocombustibles para el mercado nacional y la producción de alcohol, así como a otros productos y sub-productos, con lo que se aprovecharían los altos niveles de producción alcanzados.

Respecto al sobre abasto regional se puede detallar que este se generó principalmente por un aumento en la oferta tanto en México, como en Estados Unidos, así como en el mercado mundial, principalmente en el ciclo 2012/2013. Lo anterior provocado por el aumento en el cultivo fomentado por los buenos precios observados en años previos y que las condiciones climatológicas favorables generaron buenos rendimientos en campo, principalmente.

3.1.6 Consumo de los edulcorantes en México

Los productos sustitutos del azúcar son otros edulcorantes, tanto naturales como artificiales, estos últimos sólo atienden un segmento muy pequeño del mercado; sin embargo su consumo está creciendo debido a los cambios en los hábitos alimenticios de las personas y cuestiones relacionadas a la salud.

El principal producto competidor del azúcar es el jarabe de maíz rico en fructosa (JMRF). Como se observa, a partir del ciclo 2003/2004 la fructosa ha desplazado el consumo nacional de azúcar hasta en 1.7 millones de toneladas, de las cuales más del 70% de esa fructosa es importada.

Consumo nacional aparente de edulcorantes (toneladas; %)

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Ciclos 2003/04 a 2012/13

Fuente: Cámara Nacional de las Industrias Azucarera y Alcoholera (CNIAA) y CONADESUCA.

Para tener una mejor apreciación de la importancia que ha adquirido el consumo del Jarabe de Maíz de Alta Fructosa (JMAF) en México, es conveniente mostrar la estructura de consumo que tienen diversos sectores del país respecto al azúcar. Como se muestra en la gráfica siguiente, en cuanto a la identificación de los principales sectores consumidores de azúcar en la industria nacional, la CONADESUCA reporta que en 2010 la industria embotelladora de refrescos consumía el 55% del total de las ramas industriales; la industria panificadora y galletera lo hacía con el 12% del consumo, mientras que la industria de dulces y chocolates participó con el 9% del consumo industrial.

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El JMAF, es el más importante sustituto y competidor del consumo de azúcar refinado debido a sus propiedades físicas y por razones de precio, primordialmente. El JMAF se utiliza en la fabricación de bebidas, en la elaboración de productos lácteos y como almíbar en frutas enlatadas. Los principales consumidores del JMAF en México, que como se observa son las empresas embotelladoras de refrescos, iniciaron su consumo de manera regular y creciente para sustituir el azúcar, aproximadamente en el año de 1995, cuando el comercio del azúcar aún estaba reservado en el TLC.

En el ciclo azucarero 2012/13, el consumo nacional aparente de edulcorantes fue de 5.8 millones de toneladas, del cual el azúcar representó el 73.2%, y por su parte el JMRF representó el 26.8%, por lo que un área de oportunidad es reposicionar el consumo de azúcar frente a la importación de JMRF, para obtener mayor participación del mercado de edulcorantes.

El crecimiento en el consumo de JMRF, principalmente por un menor precio del mismo frente al azúcar y más aún el aumento en el consumo de edulcorantes no calóricos es un fenómeno actual que ha tomado relevancia en los últimos años; hoy en día no se cuenta con información suficiente sobre los niveles de consumo de los mismos, y adicionalmente se requieren estudios científicos sobre los posibles efectos en la salud respecto al consumo de fructosa, de los edulcorantes no calóricos y del azúcar de caña.

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En los últimos años la agroindustria de la caña de azúcar se ha visto afectada por la confusión en el uso del término genérico de la palabra "azúcares", en la cual se engloba por igual a otros endulzantes y/o edulcorantes utilizados en diversos alimentos y bebidas; esta situación le ha generado confusión al consumidor, ya que los productos alimenticios no cuentan con un etiquetado claro de los ingredientes que contienen, entendiéndose dicho término únicamente como azúcar de caña.

Aunado a lo anterior, se han promovido diversas campañas en sentido negativo sobre el consumo de azúcares, en las cuales se difunde al azúcar de caña como un ingrediente que por sí solo causa graves daños a la salud, tales como obesidad y diabetes, aun cuando en realidad, de acuerdo con expertos en alimentación y nutrición, no existe evidencia científica suficiente que ligue la ingesta de azúcar de caña con los males a la salud.

3.1.7 Los factores de producción y la innovación

De acuerdo con las cifras registradas por el CONADESUCA, en 2012 se cosecharon 773.8 mil hectáreas de caña de azúcar, de las cuales el 36.4% se cultivó bajo riego, 12.1% bajo riego de auxilio y el 51.5% se cultiva en temporal. La superficie de temporal está cada vez más expuesta a los efectos del cambio climático (sequías, inundaciones, entre otros) lo que representa un freno estructural para la productividad.

El agua es un insumo indispensable en la producción de alimentos. La superficie con riego prácticamente no ha crecido en los últimos años, y se tienen serias deficiencias en la conducción y uso. La mayoría de la superficie con riego corresponde a riego superficial (70.1%), y en menor proporción riego tecnificado (29.9%) en la que predomina el riego por aspersión.

 

En lo referente a investigación y transferencia de tecnología, el país cuenta con investigadores dedicados en el cultivo de caña de azúcar, sin embargo es necesario reforzar la vinculación con el sector productivo para la atención de las demandas de investigación, así como la transferencia de tecnología e innovaciones tanto en campo como en fábrica que permita incrementar la productividad. Esto puede constituir la punta de lanza para transformar y llevar a su máximo potencial productivo la agroindustria de la caña de azúcar.

3.2 LA AGROINDUSTRIA DE LA CAÑA DE AZÚCAR EN EL CONTEXTO GLOBAL

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De acuerdo con la Organización Internacional del Azúcar (ISO por sus siglas en inglés), para el ciclo azucarero 2012/13, el consumo mundial de azúcar fue de 173 millones de toneladas, y la producción de 184 millones de toneladas, lo que arrojó un superávit de 11 millones de toneladas4. La mayor producción de azúcar respecto a la demanda, contribuye a incrementar los inventarios de azúcar, asimismo, la sobreoferta de azúcar en el mercado mundial es un factor determinante que impacta en la disminución de los precios internacionales del producto.

Para el mismo ciclo, México fue el sexto productor de azúcar (con el 4.0% de la producción mundial), por su parte, EE.UU. fue el quinto productor de azúcar (4.5%), no obstante, presentó un déficit anual de aproximadamente 2.5 millones de toneladas de azúcar4, que cubrió con importaciones de México, así como cuotas preferenciales que reparte con 38 países del mundo5. En el marco del TLCAN, México es el único país que tiene acceso ilimitado para la exportación de azúcar a EE.UU., sin arancel y sin necesidad de cupos.

Brasil es el principal productor y exportador de azúcar en el mundo, el cual muestra liderazgo en toda la red, desde la investigación y desarrollo de materiales genéticos, hasta innovación tecnológica en el proceso de extracción de azúcar y diversificación a etanol con elevado porcentaje de participación en la cogeneración de energía eléctrica.

En el caso de Norteamérica (México y los EE.UU.), la abundancia o escasez de azúcar en la región conformada por ambos países, y una política comercial que limita la participación de terceros, provoca que el precio de azúcar fluctúe

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ampliamente según la brecha entre producción y consumo, los niveles de inventarios y los flujos de comercio exterior, creando incertidumbre y volatilidad en los precios para los consumidores de azúcar en la región.

Durante el ciclo azucarero 2012/13, la producción de azúcar se incrementó en nuestro país, a consecuencia de los altos precios del azúcar observados en el periodo 2009-2011, que incentivaron la siembra de caña en superficies adicionales y las condiciones climáticas favorables, por lo que las exportaciones de México alcanzaron la cifra histórica de 2.2 millones de toneladas, de las que 1.9 millones fueron en el marco del Tratado de Libre Comercio de América del Norte y 151 mil a otros destinos.

La participación del azúcar mexicana en el contexto global se da en un entorno complejo debido a la alta intervención gubernamental en la mayoría de los países productores de azúcar, incluyendo Estados Unidos, nuestro socio en el TLCAN. El 15 de noviembre de 2013, el Departamento de Agricultura de dicho país (USDA por sus siglas en inglés) emitió un reporte en el cual detalla los gastos del gobierno de dicho país para apoyar el precio del azúcar y el ingreso de sus productores, por un monto que tan sólo en el año de 2013 ascendió a 278 millones de dólares (aproximadamente 3,750 millones de pesos)7. Apoyos de diversa índole existen también en la Unión Europea, India, China y Brasil, entre otros de los principales países productores de azúcar.

Exportaciones de azúcar (toneladas)

Ciclos 2008/09 a 2012/13

3.2.1 Incrementar la productividad

Pese al extraordinario rendimiento alcanzado durante la zafra 2012/13, en general se presentan bajos rendimientos en campo. El rendimiento promedio de la caña de azúcar para el periodo 2007-2012 fue de 67.6 toneladas por hectárea, lo que coloca a México lejos de los niveles alcanzados por países como Perú, Colombia o Egipto, que registran rendimientos cercanos o superiores a las 100

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toneladas por hectárea10. De acuerdo con el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), México cuenta con 1.1 millones de hectáreas con alto potencial productivo para este cultivo11, por lo que, acciones de innovación y transferencia de tecnología para la aplicación de paquetes tecnológicos adecuados para cada región podrían incrementar la productividad.Por otro lado, respecto a la eficiencia en campo, potencialmente existen condiciones para que el cultivo de la caña de azúcar pueda elevar su capacidad productiva, toda vez que el 87.1% de la superficie sembrada se cosecha. Cifra muy inferior, si se considera que el resto de los países que supera a México tienen una relación superior al 90%. De esta forma, un mejor aprovechamiento de las superficies cosechadas y sembradas, junto con un aumento en la eficiencia para extraer una mayor cantidad de sacarosa podría situar a México en una posición más competitiva en comparación con otros países.Finalmente respecto a la eficiencia en fábrica, cabe mencionar que con base en la información disponible, el bajo rendimiento en fábrica de México no sólo sitúa al país en una pérdida de competitividad con respecto a Brasil y los Estados Unidos, sino en una pérdida económica para los ingenios nacionales en las condiciones en las que actualmente producen y el precio que rige en el mercado internacional.

3.2.2 Sustentabilidad de la agroindustria de la caña de azúcar

La agroindustria de la caña de azúcar puede tener impactos negativos en el medio ambiente si no se implementan prácticas agrícolas sustentables en el manejo del cultivo, como el uso eficiente del agua, la aplicación de insumos y eliminación de la quema de la caña en la cosecha, así como el manejo de residuos de los ingenios, sus efluentes y emisiones a la atmósfera.

Para la zafra 2010/11, el CONADESUCA realizó un estudio sobre la sustentabilidad de la agroindustria1², que abarcó 45 ingenios. Se identificó que en la superficie bajo riego predomina el riego superficial (70.1%) que presenta menor eficiencia en el uso de agua, y se cuenta en menor medida con sistemas de riego tecnificado (29.9%) en los que la mayor superficie corresponde a riego por aspersión.

De acuerdo al estudio referido, de la superficie fertilizada el 64.9% se realizó con base en recomendaciones técnicas, se aplicaron abonos orgánicos en el 4.3% de la superficie sembrada, y la aplicación de biofertilizantes es aún más reducida pues representa únicamente 1.1% de la superficie sembrada. Por su parte el control biológico de plagas se empleó en el 53.4% de la superficie en la que se realizó el control de plagas. La cosecha en verde representó el 9.9% de la superficie cosechada.

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Considerando lo anterior, los esfuerzos en esta materia son incipientes, por lo que se identifica un área importante de atención en el manejo del agua en los ingenios, el uso de agroquímicos y prácticas de cultivo y cosecha en los campos cañeros para alcanzar una producción sustentable

3.3 DEMANDA Y OFERTA

México ocupa el sexto lugar en el mundo en la producción de caña de azúcar y es el séptimo en su consumo. Según la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa, 2007a) cada mexicano consume en promedio 47.9 kilogramos (kg) de azúcar al año, por lo que el incremento en su precio tiene un fuerte impacto en el ingreso de los consumidores.

En México, que regularmente satisface su demanda interna con la producción nacional, se han dado en años recientes, cupos de importación limitados, concedidos con el primer propósito de contener las tendencias a la alza de los precios domésticos. Por otra parte y con el propósito de dar una idea del potencial de producción que tiene México en la producción de caña, cabe hacer referencia a que la gran producción brasileña se logra por las grandes extensiones de su campo cañero, que en promedio obtiene rendimientos semejantes a los de México, y que en el año 2012 promediaron 71.3 ton/ha, en tanto que en México se obtuvieron rendimientos de 69.3 ton/ha. La gran ventaja competitiva de Brasil en la producción de azúcar se basa en los bajos niveles de los costos de la industria en su conjunto, pero principalmente de la caña de azúcar. Esto se debe en buena medida a que una gran proporción de los propietarios de los ingenios, también lo son de los campos cañeros que los abastecen, lográndose una eficiente vinculación campo - industria.

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3.4 PRECIOS

3.4.1 El precio de la caña de azúcar en México y su influencia en el precio del azúcar Un aspecto relevante en la operación productiva y comercial de la industria azucarera nacional, es el peso relativo que tiene el costo de la caña de azúcar dentro de los costos totales de las unidades de producción. Lo anterior vinculado al hecho de que el comercio nacional e internacional de este edulcorante, no reconoce en absoluto los costos de producción para definir los niveles de precios con que se realizan las transacciones comerciales. Los precios son resultado fundamentalmente de la oferta y la demanda nacional y/o internacional del producto en un momento determinado.

El caso de la industria azucarera en México adquiere una connotación particular, ya que a diferencia de lo que ocurre en otros países productores, el precio de la caña es determinado mediante un acuerdo tomado entre las representaciones de las organizaciones cañeras, propietarios de los ingenios representados por la Cámara Nacional de las Industrias Azucarera y Alcoholera (CNIAA) y las autoridades gubernamentales, en el seno del CONADESUCA. Con esos acuerdos, se establecen tanto el precio de referencia con el que se propone iniciar el pago de la caña de azúcar correspondiente a la zafra siguiente (pre-liquidaciones), según se vaya procesando en los ingenios, así como el pago de la liquidación final de la caña utilizada hasta el final de la zafra.

El precio para la zafra 2013/2014, con el que se pagarán las pre-liquidaciones de la caña, se estableció en un “Aviso” de la Secretaría de Economía publicado en el Diario Oficial de la Federación el 10 de octubre de 2013, y por primera ocasión será también utilizado como el precio de referencia con el que se pagará el ajuste final del precio de la caña de la zafra 2013/2014. Este precio resultó en $6,697.06 por tonelada de azúcar base estándar.

La fórmula que se emplea para el cálculo del mencionado precio de referencia, si bien toma en consideración entre muchos otros elementos, la evolución de los precios nacionales e internacionales, considera que la participación del costo de la caña dentro de los costos totales de producción de azúcar es del orden del 57%. Esto implica que el precio de la caña adquiera el carácter de un precio administrado, con un efecto predeterminado en el precio del azúcar, ajeno a lo que resultaría de la aplicación de una mera contabilidad de costos, de acuerdo con reglas contables aceptadas.

3.4.2 Evolución del precio del azúcar

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La evolución del precio del azúcar en el mercado nacional en los últimos 10 años ha registrado un crecimiento importante, con excepción de 2007 y 2008. Según datos de la Secretaría de Economía entre 2000 y 2006 el precio de este producto aumentó 55% al pasar de 233 a 362 pesos por bulto de 50 kilogramos (kg). Aunque en 2007 y 2008 esta tendencia se revierte, debido a una mayor oferta del producto, en 2009 el valor promedio del bulto de 50 kg aumentó 56% respecto a 2008, al ubicarse en 453.15 pesos. El descenso en la producción nacional así como el incremento de las exportaciones, que ocasionaron una reducción en el nivel de los inventarios al inicio de la zafra 2009/2010, se encuentran entre los principales factores que motivaron el alza.

En el ámbito internacional el precio de este producto aumentó de 180 a 384 dólares por tonelada entre 2000 y 2009, lo que significa una tasa de crecimiento media anual de 8.8%; mientras que sólo en 2009 el aumento fue de 31.5% (Fedeagro, 2009). La menor producción mundial (8.5%) en el último periodo (2008/2009), debido a efectos climáticos adversos en Brasil y la India y el incremento de la demanda en el mundo (1.8%), provocaron un déficit de 11.3 millones de toneladas y una reducción en las reservas mundiales de 9.0 millones de toneladas (OIA, 2009), estos acontecimientos presionaron el precio del producto, el cual alcanzó en 2009 su nivel más alto de la década.

El descenso en la producción nacional así como el incremento de las exportaciones, que ocasionaron una reducción en el nivel de los inventarios al inicio de la zafra 2009/2010, se encuentran entre los principales factores que motivaron el alza.

3.4.3 Precios actuales

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Precios del azúcar en el mercado

CONCLUSIONES

Tipo de azúcar

Lugar de venta

Marca Presentación

Precio M.N.

Azúcar Estándar

Central de Abastos

A Granel Por kg 8.00

Tiendas BBB Zulka 2 kg 19.90

Wal-MartZulka

2 kg 26.501 kg 13.20

Great Value2 kg 25.501 kg 12.90

Soriana Soriana 1 kg 14.60

Comercial Mexicana

Golden Hills

5 kg 75.903 kg 44.702 kg 28.901 kg 14.90

Ke precio!1.8 kg 27.40900 gr 13.70

Azúcar Refinada

Soriana Soriana1 kg 14.902 kg 29.00

Wal-Mart Great Value 2 kg 29.90Comercial Mexicana

Golden Hills5 kg 78.102 kg 32.50

Azúcar Mascabado

SorianaSoriana 907 gr 28.50

Dulza mía 1 kg 45.00Metco 1.4 kg 44.75

Wal-Mart

Great Value 1 kg 23.00

Hogar dulce Hogar

1 kg 29.00Canela 500

gr14.90

Metco690 gr 23.901.4 kg 43.20

50 pzas 10.00Zulka 500 gr 11.90

Comercial Mexicana

BC1.4 kg 46.202 kg 58.30

Dulcerel 1 kg 26.30

Golden Hills500 grs 14.95

1 kg 27.95

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El proceso de producción revisado incluyen procesos de separaciones físicos tales como: trituración, extracción, clarificación, evaporación, cristalización, centrifugación y secado; El rendimiento del proceso de producción se reporta alrededor del 13% para los ingenios nacionales más eficientes debido, en gran medida, a que estos no cuentan con equipo y maquinaria en buenas condiciones ya que tienen fugas en diversas partes y conexiones de los equipos utilizados a lo largo de toda la producción.

La industria azucarera es de las industrias que más aporta al PIB en la economía del país, en un 0.4% (4% petróleo). Dada esta información, la oferta y demanda nacional conforme a la investigación realizada demuestra que sigue una tendencia constante en cuanto al consumo de azúcar estándar per cápita se refiere, siendo aproximadamente 56Kg anuales de dicho edulcorante. No obstante, los precios son muy variados dependiendo la marca, establecimiento y región donde se encuentre la persona que desea comprar azúcar estándar. Sin embargo, la importación ha sido una gran desventaja pues aunque la caña de azúcar se da en el país, los ingenios no se dan abasto debido a la demanda insatisfecha producida por la población nacional.

De acuerdo al balance de masa realizado para CASASANO y con la información adquirida en dicho ingenio, se obtuvo un rendimiento favorable (aprox. 9%), de tal manera que su producción llega a ser eficiente, pues es aprovechada toda la materia prima con un mínimo de pérdidas en el ingenio.

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