La caña de azúcar (Saccharum officinarum) es una hierba perenne C4. Brasil es el principal productor de azúcar del mundo, seguido de India, China y Tailandia (Lichts, 2010). En Brasil, aproximadamente la mitad de la cosecha de caña de azúcar se utiliza para producir bioetanol.
CAÑA DE AZÚCAR
Las variedades modernas de esta hierba de azúcar son híbridos interespecíficos entre las especies de culmo grueso, S. officinarum, una planta de alto rendimiento originaria de Nueva Guinea, y especies de culmo fino como S. barberi o S. sinensis originarias de la India.
La caña de azúcar y la hierba de azúcar energética son la misma especie vegetal; caña de energía indica que la caña de azúcar se utiliza para producir energía como otras formas de materiales orgánicos como materia prima y hojas y tallos de plantas.
En los cultivos energéticos de primera generación, la acumulación de sacarosa en el culmo se utiliza para producir combustible; energía La caña de azúcar tiene la conversión de energía más eficiente en el proceso de producción de biomasa y conversión de energía para dar como resultado la producción más alta con la energía de entrada más baja entre todas las plantas.
La altura de la planta de la caña de azúcar alcanza los 3-6 m con el azúcar acumulándose en las células del parénquima de los culmos.
El jugo de la caña se exprime de los tallos dentro de un día después de la cosecha para evitar la descomposición. Luego, el jugo se calienta y se concentra con el bagazo que se utiliza como combustible para impulsar la destilación del alcohol.
CULTIVO Y CRIANZA
El área de cultivo de hierba de azúcar en Brasil se ha incrementado y ampliado a alrededor de 500 millones de ha, con un rendimiento promedio de 79 t ha-1 (FAOSTAT, 2010); aproximadamente la mitad de la superficie cultivada se utiliza para el cultivo de la caña de azúcar energética.
La caña de azúcar puede crecer vigorosamente en suelos fértiles, por lo que es importante aplicar la cantidad adecuada de fertilizante para obtener altos rendimientos.
El reciclaje de nutrientes es posible mediante la aplicación de fertilizantes líquidos obtenidos de residuos de la producción de bioetanol. Se ha practicado la rotación de cultivos mediante el cultivo de soja con el fin de conservar la fertilidad del suelo del campo para el cultivo energético de caña de azúcar.
En Brasil, varias empresas privadas de semillas han cultivado y lanzado muchas variedades de caña de azúcar. El principal objetivo del mejoramiento es desarrollar hierba de azúcar con alta producción de biomasa, alto contenido y rendimiento de azúcar, resistencia a plagas y resistencia a la sequía.
LA HIERBA MÁS ALTA
La caña de azúcar es una hierba alta y perenne que se cultiva en regiones cálidas y tropicales de Australia y en todo el mundo. Generalmente, los tallos maduros de la caña de azúcar miden entre 2 y 4 m de altura y tienen un diámetro de 20 a 50 mm.
Contienen múltiples nudos y entrenudos, y generalmente se cortan en palanquillas de caña de alrededor de 0,2 m de largo en el campo para facilitar el transporte a la fábrica.
Las trituradoras de caña se utilizan en la industria azucarera australiana para triturar palanquillas de caña de azúcar contra las barras de la rejilla de la trituradora para pulverizar las palanquillas de hierba en una estera fibrosa.
El objetivo es romper las células del parénquima en la caña tanto como sea posible para permitir la máxima extracción de azúcar en la estación de trituración. Una trituradora generalmente consta de 90–250 martillos giratorios que giran sobre un rotor a alrededor de 1000 rpm y tienen diámetros de giro que van desde 1,52 ma 1,83 m.
LA VELOCIDAD DE LAS PUNTAS
La velocidad de las puntas del martillo triturador varía entre 90 y 100 m / sy la trituradora es impulsada por un motor primario de varios megavatios. Las trituradoras de la industria azucarera australiana pueden procesar caña de azúcar a razón de 7 000 a 15 000 toneladas / día.
La trituración de la hierba de azúcar representa aproximadamente el 20% de las necesidades energéticas totales de un ingenio azucarero típico. Es el proceso que más energía consume en la industria azucarera y tiene el mayor efecto en la extracción y los costos del azúcar.
Las puntas de los martillos trituradores sufren un deterioro significativo durante el procesamiento de la caña de azúcar debido a la energía absorbida en el proceso de trituración, la naturaleza abrasiva de las partículas del suelo mezcladas con la caña de azúcar y el pH ácido del jugo de la caña.
Un martillo oscilante triturador típico tiene una masa nominal de 20 kg y una punta de martillo reemplazable de aproximadamente 3 kg de masa.
La punta de un martillo se fabrica típicamente a partir de una base de acero al carbono sujeta mecánicamente al martillo, un bloque protector de hierro blanco y tejas de carburo de tungsteno.
Las fuerzas de trituración se aplican principalmente a las puntas de los martillos trituradores, lo que genera un alto índice de desgaste y fallas en las baldosas de carburo de tungsteno. El costo de las baldosas de carburo de tungsteno representa entre el 70 y el 80% del costo total de las puntas de los martillos trituradores.
La falla de las tejas de carburo de tungsteno le cuesta a la industria azucarera millones de dólares al año; sin embargo, la causa cuantitativa de las fallas no se comprende bien.
