Introducción
El azúcar procede de dos cultivos: la caña de azúcar (que representa el 80% de la producción total de azúcar) y la remolacha azucarera (que representa el 20% restante). Ambos cultivos producen sacarosa y no hay diferencia química entre el producto, aunque la remolacha sólo produce azúcar blanco de alta calidad, mientras que la caña puede producir una gama de azúcares que van desde el crudo de baja calidad hasta el blanco de alta calidad. La caña y la remolacha se cultivan en climas diferentes en todo el mundo.
Producción de remolacha azucarera
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La remolacha azucarera es un tubérculo de color marrón pálido que crece en regiones templadas. En la actualidad, Rusia y Europa son las mayores regiones productoras de remolacha del mundo. La remolacha azucarera es muy popular entre los agricultores porque es un buen cultivo de rotación. Ayuda a mantener la calidad del suelo y a prevenir plagas y enfermedades.
La remolacha azucarera es un cultivo bienal. El primer año es cuando se establece la raíz pivotante y se produce la concentración de sacarosa. El segundo año, la remolacha florece y produce semillas. Por lo tanto, debe cosecharse antes del segundo año, cuando se gasta la energía de la sacarosa.
La remolacha azucarera crece considerablemente durante el primer año. La germinación de las semillas se produce una o dos semanas después de la siembra si las condiciones son buenas. Para proteger la remolacha durante su proceso de desarrollo, especialmente antes de que las hojas estén completamente formadas, los agricultores deben controlar el crecimiento de malas hierbas en el campo.
La remolacha azucarera tiene un periodo de crecimiento relativamente largo, normalmente de 140 a 200 días, y el azúcar se forma en la raíz. Es un cultivo relativamente difícil de cultivar. Es susceptible a numerosas enfermedades y plagas, como el virus amarillo de la remolacha, pulgones, nematodos del quiste de la remolacha, salta hojas de la remolacha, gusanos de la remolacha, escarabajos blíster, gusanos cortadores, barrenadores europeos del maíz, escarabajos pulga, minadores de la hoja, escarabajos de la raíz, gusanos del maíz de siembra, ácaros araña y gusanos de las hortalizas.
Tampoco tolera las heladas. Si las heladas llegan una vez germinadas las semillas de remolacha, es posible que la plántula muera y haya que volver a sembrar la zona. Una vez que las raíces han crecido, si el suelo se congela antes de la cosecha, las paredes celulares de la raíz pueden romperse, lo que provoca la pérdida de la estructura de la remolacha, dificultando su transformación, y la sacarosa de la remolacha también se degrada. Por lo tanto, la duración de la campaña de cultivo depende de cuándo lleguen geográficamente la primavera y el invierno. Por ejemplo, Rusia tiene campañas más cortas que el sur de Europa.
Durante el periodo vegetativo, la remolacha necesita precipitaciones abundantes y sol. Si la humedad del suelo es insuficiente, la raíz se vuelve enjuta, larga y delgada, ya que se hunde más en busca de humedad. Demasiado poco sol y las hojas no fotosintetizarán suficiente sacarosa. El suelo debe ser lo suficientemente arcilloso como para que las raíces puedan penetrar sin obstrucciones, pero también debe contener suficientes nutrientes y humedad para la raíz.
Una vez madura, la remolacha tiene un contenido de azúcar de entre el 13% y el 18%, dependiendo de la región. El rendimiento medio de los cultivos de remolacha azucarera en todo el mundo fue de 58.2 toneladas por hectárea. Sin embargo, su contenido en sacarosa varía en función de la duración del periodo vegetativo, así como de otros factores agronómicos.
La remolacha azucarera se cosecha durante el otoño y el invierno. Las raíces se extraen del suelo con una cosechadora de remolacha y una batidora de rotor corta o “descabeza” la cabeza de la remolacha, que se deja en el campo.
Una vez cosechada, la remolacha se lleva a una planta de procesamiento, o fábrica de remolacha. Al llegar a la planta de procesado, se comprueba la calidad y el contenido de sacarosa de la remolacha. A continuación, se coloca en cintas transportadoras que llevan la remolacha a un tambor giratorio regado con agua, donde se separan y hunden las remolachas y la grava. Las remolachas se venden como subproducto a paisajistas o constructores de carreteras. A continuación, las remolachas se lavan en una lavadora de remolachas que limpia todo el exceso de tierra, mientras que un imán retira los fragmentos metálicos. Las remolachas limpias ruedan hacia las cortadoras, donde se cortan en cosetas parecidas a pequeñas patatas fritas. Esto abre la remolacha, aumenta la superficie y permite extraer más fácilmente el azúcar.
Las tiras de remolacha se introducen en un gran depósito de agua caliente donde se remojan para empezar a romper sus membranas celulares, lo que permite extraer la sacarosa por ósmosis. Esto ocurre porque las cosetas de remolacha tienen un mayor contenido de sacarosa que el agua que las rodea, lo que hace que la sacarosa se difunda en el agua. En esta fase, se forma una pulpa azucarada de color marrón que entra en una cámara de difusión que extrae la mayor cantidad posible de azúcar de las cosetas haciéndolas correr a contracorriente. A continuación, el líquido azucarado (zumo crudo) está listo para su purificación. La pulpa no azucarada se prensa para eliminar el exceso de zumo. A continuación, se seca para formar gránulos que se venden como pienso animal, otro subproducto del proceso.
El jarabe de azúcar, o “zumo crudo”, pasa al proceso de purificación, donde se eliminan las impurezas añadiendo lechada de cal y dióxido de carbono. Durante este proceso (carbonatación), el CO2 y la lechada de cal se combinan para producir carbonato cálcico, que recoge los no azúcares. Éste se precipita, eliminando la mayor parte de las impurezas al salir del jugo de azúcar. Algunos transformadores también añaden intercambiadores iónicos decolorantes para decolorar el líquido.
A continuación, el zumo residual se somete a otro proceso de filtración mediante una prensa de bastidor o de placas. La presión permite exprimir el zumo de azúcar, lo que da como resultado un zumo poco espeso y residuos sólidos. Los residuos, denominados sólidos calcáreos y que contienen todas las impurezas, se esparcen por las tierras de cultivo, lo que permite obtener otro subproducto sostenible: el abono.
El “zumo fino” resultante, aunque mucho más puro que el zumo crudo, tiene un contenido de azúcar relativamente bajo. Para aumentar el contenido, el zumo fino se hierve para aumentar el contenido de sólidos de azúcar del 16% al 65%. A continuación, el sirope se somete a un proceso de evaporación de 6 pasos en el que el agua se evapora, dejando un líquido más espeso.
A continuación, el “zumo espeso” restante se somete al proceso de cristalización. El agua utilizada en el proceso hasta ese momento se conserva para calentarla y utilizarla in situ, lo que reduce los residuos y aumenta la eficiencia energética.
A continuación, el zumo espeso pasa por un proceso de cristalización en cuatro etapas, la primera de las cuales lo hace pasar por una centrifugadora (sistema de vacío presurizado) a baja temperatura, donde se añaden cristales de semillas, lo que permite que los cristales de azúcar empiecen a formarse y crecer. El azúcar cristalizado, ahora con consistencia de caramelo, se introduce en centrifugadoras para separar la mezcla en líquidos y cristales tres veces. El subproducto que queda tras extraer la máxima cantidad de cristales de azúcar se llama melaza de remolacha y se utiliza para fabricar piensos o se destila para obtener alcohol.
A continuación, los cristales de azúcar se secan con aire caliente y se recogen, envasan y distribuyen a los consumidores. ¡Y ahí lo tenemos! El viaje de la remolacha azucarera desde la semilla hasta el azúcar.
Producción de caña de azúcar
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La caña de azúcar se cultiva en zonas subtropicales y tropicales del mundo. Brasil, India, Tailandia, China y Australia son los principales productores mundiales de caña de azúcar. La caña es un cultivo de ciclo largo. Desde la siembra hasta la primera cosecha transcurren entre 12 y 18 meses. A partir de entonces, la planta puede cosecharse repetidamente una vez al año, aunque el contenido de sacarosa disminuye con cada cosecha sucesiva.
La caña puede cultivarse a partir de semillas, pero el método más común consiste en tomar secciones de los tallos de caña existentes y plantarlas directamente en el suelo. A partir de la caña original se forman nuevos brotes.
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El principal factor que determina el crecimiento de la caña es una pluviometría suficiente: requiere hasta 600 mm de humedad anual. No tolera las heladas.
La sacarosa se forma en el propio tallo de la caña. La cosecha puede realizarse manual o mecánicamente. Si la caña se cosecha manualmente, los cañaverales suelen quemarse primero para eliminar las plagas de los campos y las hojas de caña de las plantas. La cosecha mecanizada no requiere quema, ya que la máquina elimina las hojas de la caña. Una vez cosechada, la caña debe llevarse rápidamente al molino, ya que pierde rápidamente su contenido en sacarosa.
Una vez cosechada, la caña se transporta al ingenio. En el ingenio, la caña se transforma en azúcar en bruto. La caña se tritura en fragmentos que luego se lavan con agua caliente para extraer la sacarosa. Este líquido se evapora y cristaliza.
Durante la producción de azúcar, los ingenios también producen melaza. La melaza se utiliza principalmente para endulzar y aromatizar productos alimenticios, repostería casera, elaboración de cerveza, destilación de ron, alimentación animal, aromatización de productos del tabaco y como componente definitorio del azúcar moreno comercial.
Cuando se produce azúcar en bruto a partir de la caña de azúcar, a menudo se transforma en azúcar blanco. Algunos ingenios tienen capacidad para producir blanco; los que no, venden su azúcar a las refinerías. Para producir azúcar refinado, el azúcar en bruto debe pasar por un proceso de purificación.
Muchos ingenios también generan la electricidad utilizando la fibra de la caña que queda después de triturarla. Esto significa que los ingenios se autoabastecen de energía y pueden exportar electricidad a la red.
Producción de etanol de caña de azúcar
La sacarosa de la caña de azúcar también puede utilizarse para producir etanol. Esto se hace con más frecuencia en el centro-sur de Brasil y en la India. La sacarosa se extrae de la caña de azúcar en ingenios con capacidad de destilación del mismo modo que para fabricar azúcar. Sin embargo, el jugo de caña resultante o las melazas ricas en sacarosa se fermentan y luego se destilan para extraer etanol.
Principales productores y consumidores de azúcar:
Los diez principales productores de azúcar del mundo son: Brasil, India, Europa + Reino Unido, China, Estados Unidos, Tailandia, México, Rusia, Pakistán y Australia. Brasil y la India son, con diferencia, los mayores productores de azúcar del mundo y juntos producirán un total de 75.34 millones de toneladas en 2022/23. Los principales consumidores de azúcar del mundo son India, China, Indonesia, UE, EE. UU., Brasil, Pakistán, Rusia y México.
