Caña de Azúcar

GENERALIDADES

 La caña de azúcar constituye una importante materia prima industrial empleada para la obtención de una amplia gama de productos. Entre éstos cabe citar el azúcar convencional y la orgánica, alcoholes absolutos, rectificados y carburantes, miel y aguardiente, todos los cuales generan sub-productos que son totalmente aprovechados, con diversos fines; económico, alimenticio, etc.

CAÑA DE AZÚCAR

 Nombre Científico

 Saccharum officinarum L.

Nombre Común

 Caña de azúcar, conocida con otros nombres como caña de castilla, caña dulce, cañaduz, cañamelar, cañamiel y Sa-kar. 

ORIGEN

 Según Edgerton (1958) la caña de azúcar es nativa de las regiones subtropicales y tropicales del sudeste asiático. Alejandro Magno la llevó de la India hacia Persia, mientras los árabes la introdujeron en Siria, Palestina, Arabia y Egipto, de donde se extendió por todo el continente africano y a la Europa meridional. A finales del siglo XV Cristóbal Colón la llevó a las islas del Caribe, de allí fue llevada a toda América Tropical y Subtropical (León, 1987, citado por Peña, 1997).

CLASIFICACIÓN

Clasificación Taxonómica:

Reino: Vegetal

División: Magnoliophyta

Clase: Angiospermae

Sub-clase: Monocotyledoneae

Súper Orden: Commelinidae

Orden: Commelinales

Familia: Poaceae

Género: Saccharum

Especie: officinarum L.

Clasificación Botánica:

 La caña de azúcar es una gramínea tropical, un pasto gigante emparentado con el sorgo y el maíz en cuyo tallo se forma y acumula un jugo rico en sacarosa, compuesto que al ser extraído y cristalizado en el ingenio se forma el azúcar. La sacarosa es sintetizada por la caña con la energía tomada del sol durante la fotosíntesis, constituye el cultivo de mayor importancia desde el punto de vista de la producción azucarera, además representa una actividad productiva y posee varios subproductos, entre ellos la producción de energía eléctrica derivada de la combustión del bagazo, alcohol de diferentes grados como carburante o farmacéutico (Alexander, 1985).

La raíz

Es de tipo fibroso, conocida en la industria azucarera latinoamericana como cepa, se extiende hasta 80 cm de profundidad cuando los suelos son profundos, el 80% de la misma se encuentra regularmente en los primeros 35 cm del suelo. La raíz es una parte esencial de la planta ya que permite la absorción de nutrimentos y agua, además del anclaje de la planta, especialmente necesario en plantaciones cosechadas mecánicamente, ya que la cosecha dora remueve las raíces cuando éstas son muy superficiales y cuando están asociadas con suelo arenoso.

El tallo

La parte esencial para la producción de azúcar lo constituye el tallo, dividido en nudos y entrenudos (Motta, 1994). El largo de los entrenudos puede variar según las variedades y desarrollo de la planta, está compuesto por una parte sólida llamada fibra y una parte líquida, el jugo, que contiene agua y sacarosa. En ambas partes también se encuentran otras sustancias en cantidades muy pequeñas

Componente % del tallo Agua 73-73 Sacarosa 8-15 Fibra 11-16

La hoja

 Es en forma de vaina, su función principal es proteger a la yema, nace en los entrenudos del tallo. A medida que la caña se desarrolla, las hojas bajeras se vuelven senescentes, se caen y son reemplazadas por las que aparecen en los nudos superiores. También nacen en los nudos las yemas que bajo ciertas condiciones especiales pueden dar lugar al nacimiento de una nueva planta.

La inflorescencia

 La inflorescencia es una panícula de forma y tamaño variables, características de cada cultivar o variedad usado, las flores son hermafroditas completas. La manipulación sexual o por semillas se utiliza solamente en programas de mejoramiento, para la obtención de híbridos más productivos, resistentes a ciertas plagas y enfermedades o adaptables a una región específica (OCÉANO, 2000).

REQUERIMIENTOS EDAFOCLIMÁTICOS

Factores ambientales

 Como cualquier otro rubro agrícola, el cultivo de la caña de azúcar se ve influenciando por un conjunto de factores ambientales como el clima, la topografía y el suelo.

El Clima:

 La caña de azúcar es un cultivo de clima cálido (tropical y sub-tropical) que requiere temperatura atmosférica alta, humedad atmosférica elevada y lluvias abundantes, sobre todo en la etapa de crecimiento. El cultivo tolera clima relativamente variado, encontrándose una exigencia diferente entre la fase de crecimiento y maduración. Se observa una interrupción de su crecimiento con temperatura fría y extremadamente alta y seca; así mismo es perjudicial el exceso de lluvia en la etapa de maduración.

Temperatura:

 La temperatura es el principal determinante climático del cultivo de la caña dulce. Durante el ciclo de cultivo se distinguen tres períodos o etapas: germinación y desarrollo radicular, crecimiento y maduraci ón.

-Germinación y desarrollo radicular: La temperatura óptima para la germinación y el desarrollo de las raíces va de 26° a 33°C, Si la temperatura cae debajo de 20°C la germinación y el desarrollo son lentos.

 - El crecimiento: La caña de azúcar paraliza su crec imiento cuando la temperatura cae debajo de las 15° o sube arriba de 38°, siendo la temperatura óptima de 30° a 34°C.

Insolación:

La luz, que depende de su intensidad y la duración del día, influencia del desarrollo radicular, crecimiento y maduración de las plantas. Los nutrientes minerales son asimilados solo durante la luz del día y el grado de absorción del agua en caña dulce en un día soleado es doble con relación a la que observa bajo un cielo nublado. Además, la fotosíntesis, que produce sacarosa depende directamente de la intensidad de insolación. Con el aumento de la intensidad de insolación el contenido de sacarosa también aumenta.

Precipitación:

Este cultivo necesita de un promedio de precipitación de 1200 a 1500 mm por año, en efecto, las lluvias moderadas y frecuentes, son necesarias durante el periodo vegetativo, por el contrario, la sequía durante esta fase, afecta la eficiencia de la fotosíntesis, interfiere con la absorción radicular de nutrientes y provoca la desecación foliar. Particularmente, durante su principal período de crecimiento cuando la mayor parte de la biomasa es producida, la planta de caña necesita una gran cantidad de agua y cualquier deficiencia de la misma ocasiona la disminución en el rendimiento. Por otro lado durante el período de maduración, el requerimiento de agua es mas reducido debido a que la sacarosa se almacena solo cuando la caña detiene su crecimiento.

Topografía:

La caña de azúcar, en lo posible debe ser cultivada en terrenos planos o de pendientes suaves, no superiores al 8%.

En pendientes muy pronunciadas son cultivadas únicamente por pequeños productores, como ocurre en el departamento del Guaira donde se observan cultivos comerciales con pendientes de 30%

Las propiedades favorables del suelo para el cultivo de la caña dulce son:

Textura:

 Suelo con proporciones adecuadas de los tres componentes, es decir por lo señalado previamente, suelo franco-areno-arcillosa.

Estructura:

 Granular, que facilite su laboreo, además de capacidad para almacenar agua y un adecuado grado de infiltración.

Composición mineral:

Una suficiente cantidad de los 4 nutrientes minerales: calcio(Ca), nitrógeno(N), fósforo(P) y potasio(K), además elementos derivados de la roca madre o proveniente del agua o aire como el boro(B), carbono(C), cobre(Cu), hierro(Fe), magnesio(Mg), molibdeno(Mo), oxígeno(O), silicio(Si), sodio(Na), azufre(S) y zing(Zn), finalmente materia orgánica, como partículas de humus.

Reacción del suelo:

 La caña de azúcar prospera sin mayores inconvenientes con valores de pH entre 5,5 a 8.

Profundidad:

Las condiciones ideales de suelo para el cultivo de la caña de azúcar, son suelos profundos (80 a 90 cm), con buen drenaje natural.

COSECHA

Cosecha Manual

En muchos países la cosecha todavía se realiza en forma manual, utilizando diversos tipos de cuchillos o hachas manuales. Entre las diversas herramientas disponibles la lámina del cuchillo es la más pesada, lográndose un corte más eficiente de la caña.

La cosecha manual requiere de operarios hábiles, pues una cosecha inadecuada de la caña causa pérdidas de caña y de azúcar, dando una jugo de mala calidad y causando problemas en la planta procesadora para retirar los cuerpos extraños de la caña. 

Cosecha Mecánica

 La mano de obra disponible para la cosecha se hace cada vez más escasa y cara, debido a la migración de los operarios a otras actividades remunerativas, como la industria, construcción, negocios, etc. El cese del funcionamiento de los ingenios debido a la ausencia de cosechadores en el campo, no es tan inusual. Muchas de los ingenios tienen una alta capacidad de molienda y muchas plantas están expandiendo su capacidad. Por lo tanto, el requerimiento diario de caña está aumentando y existe una mayor demanda por mano de obra. Adicionalmente, la mayoría de los operarios agrícolas no quieren realizar labores demasiado pesadas. De este modo, en los próximos años la colocación de la mano de obra empeorará aún más. Por esta razón, la adopción de mecanización en la cosecha de caña de azúcar será inevitable.

En países como Australia, Brasil, EEUU, Sudáfrica, Taiwán Tailandia, etc., donde el cultivo de caña de azúcar está altamente mecanizado, se utilizan enormes cosechadoras automáticas para caña. En estos países la caña de azúcar se cultiva en grandes extensiones, pertenecientes a los propios ingenios o a grandes agricultores. La capacidad de campo de las cosechadoras mecánicas varía según el tamaño (2.5 a 4 ha por jornada de 8 horas). La limitación en el uso de las cosechadoras mecánicas está dada por la presencia de campos pequeños, en propiedades irregulares y fragmentadas, o con diversos padrones de cultivo, y por los escasos recursos de los agricultores pequeños o marginales en muchos países.

MOLIENDA

La caña es sometida a un proceso de preparación que consiste en romper las celdas de los tallos. Luego unas bandas transportadoras la conducen a los molinos, donde se realiza el proceso de extracción de la sacarosa.

El bagazo sale del último molino hacia las chimeneas, para usarlo como combustible, o al depósito de bagazo, de donde se despacha para usarlo como materia prima en la elaboración de papel.

Clarificación

El jugo proveniente de los molinos por podrido, pasa al tanque, donde se rebaja su grado de acidez. El jugo alcalinizado se bombea a los calentadores, donde se eleva su temperatura hasta un nivel cercano al punto de ebullición. Luego antes de pasar a los clarificadores va a un tanque de flasheo abierto a la atmósfera, en el cual pierde entre 3 y 4 grados centígrados por acción de evaporación natural, también se cambia la velocidad del jugo de turbulento a laminar. En los clarificadores se sedimentan y decantan los sólidos. Los sólidos decantados pasan a los filtros rotatorios, trabajan con vacío y están recubiertos con finas mallas metálicas que dejan pasar el jugo, pero retienen la cachaza, que puede ser usada como abono en las plantaciones.

Evaporación

Luego el jugo clarificado pasa a los evaporadores, que funcionan  al vacío para facilitar la ebullición a menor temperatura. En este paso se le extrae el 75% del contenido de agua al jugo, para obtener el producto o meladura.

Cristalización

El cocimiento de la sacarosa que contiene el jarabe se lleva a cabo en tachos al vacío. Estos cocimientos, producirán azúcar crudo (para producción para animales), azúcar blanco (para consumo directo) o azúcar para refinación. La cristalización del azúcar es un proceso demorado que industrialmente se aumenta introduciendo al tacho unos granos de polvillo de azúcar finamente molido.

Separación o centrifugación

Los cristales de azúcar se separan de la miel restante en las centrífugas. Estas son cilindros de malla muy fina que giran a gran velocidad. El líquido sale por la malla y los cristales quedan en el cilindro, luego se lava con agua Las mieles vuelven a los tachos, o bien se utilizan como materia prima para la producción de alcohol etílico en ladestilería. El azúcar de primera calidad retenido en las mallas de las centrífugas, se disuelve con agua caliente y se envía a la refinería, para continuar el proceso. Cabe resaltar que en este punto se obtiene lo que se llama azúcar rubio, debido al color de los cristales; a continuación se detalla el proceso mediante el cual el azúcar rubio se convierte en azúcar blanco o azúcar muy fina.

Refinado

Mediante la refinación, se eliminan los colorantes o inorgánicas que el licor pueda contener. El azúcar disuelto se trata con ácido y sacarato de calcio para formar un compuesto que arrastra las impurezas, las cuales se retiran fácilmente en el clasificador. El licor resultante se concentra, se cristaliza de nuevo en un tacho y se pasa a las centrífugas, para eliminar el jarabe.

Secado

El azúcar refinado se lava con condensado de vapor, se seca con aire caliente, se clasifica según el tamaño del cristal y se almacena en silos para su posterior empaque.