PROCESOS DE PRODUCCIÓN

El bioetanol se utiliza como aditivo para la gasolina con el fin de mejorar el octanaje y disminuir la contaminación generada por los gases de combustión. Desde octubre de 2005, la mezcla está compuesta en un 90% por gasolina y un 10% por bioetanol, según la legislación en Colombia.

La destilación de bioetanol es un proceso industrial en varias etapas, Fermentación, Destilación, Evaporación de Vinaza, Deshidratación y con los siguientes sectores para llegar el producto terminado, Campo, Cosecha, Planta de Producción, Cogeneración de Energía, Bioetanol para Carburante.

Campo

El Campo se adecua para hacer más eficiente el riego, mejorar la siembra, el drenaje, las labores mecanizadas y facilitar la cosecha. Por esto el proceso de campo comienza con la realización de los planos topográficos que sirven de base para realizar el diseño de la adecuación de los terrenos.

La adecuación de las tierras para el cultivo de la caña de azúcar comprende los trabajos de nivelación y construcción de obras que se realizan principalmente para facilitar el movimiento de agua por la superficie de los terrenos durante el riego y para evacuar los excesos de agua cuando se presentan. También se construyen las vías necesarias para el transporte de la caña desde el campo hasta las vías principales.

Se realiza la preparación de los suelos para proporcionar un ambiente apropiado para la óptima germinación de la semilla y el buen desarrollo del cultivo. En la preparación de los suelos se destruyen las malezas y residuos de cultivos anteriores.

Además se logra aumentar la capacidad de infiltración y retención de agua en los terrenos así como un mejor intercambio de aireación en el suelo. Las labores que se llevan a cabo en la preparación de los suelos son la descepada, subsolado, arada, rastrillada y surcada.

Cultivo de la Caña de Azúcar

Una vez surcado el suelo se procede a la siembra, que se realiza depositando las semillas, que son trozos de tallo de 60 cm. Se procede a taparla con una delgada capa de tierra, labor que se realiza en forma mecánica o manual, dependiendo de las condiciones del suelo y del clima.

El riego de la caña, se realiza inmediatamente después de la siembra y se repite 15 días después. Se continúa regando con un intervalo de 20 ó 25 días haciéndolo de acuerdo con la programación del balance hídrico, programa que calcula las necesidades de agua de la plantación con base en la capacidad de retención de humedad del suelo, la pérdida por evapotranspiración y el aporte por la lluvia.

Para el riego, se utilizan los ríos aledaños, las aguas subterráneas o pozos profundos que se conducen por canales o tuberías en surcos alternos al cultivo.

A los suelos sembrados con la caña, se le debe restituir los elementos nutricionales absorbidos por esta en el ciclo vegetativo, haciendo la labor de fertilización que se efectúa mecánicamente en verano y con “mochilas” de espalda en invierno.

Se hacen aplicaciones con vinaza enriquecida con microelementos y microorganismos. Se realizan con base en análisis de suelos y en los resultados de experimentos de campo cuidadosamente planificados y llevados a cabo en suelos con diferentes niveles de fertilidad.

Para el control de malezas se utilizan herbicidas en cantidades razonables, aplicados con bombas de espalda, principalmente en época de invierno. La labor de subsuelo en socas, tiene como propósito descompactar el suelo por medio de un tractor de alta potencia y un implemento de dos barras curvas que trabaja en dos entresurcos simultáneamente.

Se realiza la labor de cultivo o escarificación mecánicamente, con seis barras curvas colocadas en el alce hidráulico del tractor, con el objetivo de desterronar y descompactar el suelo superficialmente.

Se hace el aporque, actividad que se debe realizar antes de los tres meses de edad de la plantación y consiste en remover la tierra de los entresurcos para levantar el surco con el propósito de defender la caña de la humedad del invierno, encauzar el agua de riego en el verano y evitar que la maquinaria pise la plantación.

El proceso del cultivo de la caña de azúcar termina cuando esta tiene entre 10 y 12 meses de edad, época apta para el corte. La cosecha tiene como misión el suministro oportuno de la caña, al menor costo y que cumpla con los estándares de calidad, de acuerdo a los requerimientos de la producción de bioetanol.

Cosecha

La cosecha de la caña comprende las labores de corte, alce y transporte que se realizan bajo el marco de la legislación ambiental con el menor impacto posible a las comunidades.

El corte de la caña es manual y se realiza con personal competente, bajo las normas de seguridad y salud ocupacional. Para el corte mecánico se cuenta con máquinas cosechadoras que cortan la caña en trozos de aproximadamente 20 a 30 cm de largo y son depositados directamente en los vagones de transporte.

El alce de la caña cortada manualmente es organizada en el campo, se realiza con máquinas alzadoras que las depositan en los vagones. El transporte de la caña se hace en conjuntos de cinco vagones por vía interna y si el transporte es por vías nacionales con cuatro canastas. Estos vagones cañeros son movilizados por tractomulas desde el campo hasta la planta de producción.

Preparación de la Caña de Azúcar

La caña de azúcar es preparada ante de llegar a los molinos por una picadora y una desfibradora que entregan la caña a los molinos con un mejor índice de preparación, para facilitar la extracción del jugo y mejorar la eficiencia de la misma.

Molienda

El proceso de la molienda es recibir la caña de azúcar desintegrada para extraer su contenido de jugo, con un valor mínimo del 95% de extracción y humedad máxima del bagazo a la salida del último molino del 50%. La caña preparada llega al los molinos donde se extrae el jugo. La caña se muele en molinos accionados por motores eléctricos y variadores de velocidad. A la salida del último molino, se obtiene el bagazo con un bajo contenido de sacarosa y de humedad.

Clarificación Jugo de Caña de Azúcar

La clarificación es eliminar del jugo diluido toda clase de impurezas no deseables en el proceso de producción como el bagacillo y arena. La cachaza o impurezas sedimentadas, es retirada del clarificador y enviada a la sección de filtración para la recuperación de azúcares, obteniendo una cachaza con un contenido de azúcar o sacarosa necesaria para el proceso de producción.

Evaporación

Antes de ingresar al sistema de evaporación el jugo clarificado es calentado en intercambiadores de calor de tubos o placas usando vapor de escape. El sistema de evaporación garantiza la concentración del jugo con un coeficiente total de sacarosa.

Fermentación

La materia prima que se utiliza para la fermentación en la planta de producción de bioetanol es el jugo clarificado durante el proceso de clarificación, proveniente de la caña de azúcar. El proceso de fermentación consiste en convertir los azúcares presentes en la materia prima que viene de la molienda en bioetanol y gas carbónico por medio de la acción de levaduras.

La fermentación se desarrolla por medio de un proceso continuo de cinco reactores que trabajan en serie, donde se llevan a cabo las reacciones químicas de transformación de azúcar en bioetanol y gas carbónico.

Destilación

En la destilación se purifica el mosto fermentado para obtener el bioetanol con una pureza del 96,0% v/v. La planta cuenta con columnas de destilación en serie que operan al vacío aumentando así la eficiencia energética del proceso.

La destilación es un proceso de separación por diferencias en los puntos de ebullición de los componentes de una mezcla, que al ser sometidos al calor, los compuestos más volátiles como el bioetanol se evaporan y se concentran en fase de vapor.

Deshidratación

El bioetanol purificado en la destilación contiene 96,0% v/v de etanol y 4,0% v/v de agua. Para que este bioetanol pueda ser usado como combustible es necesario retirarle más agua. La deshidratación tiene lugar en los tamices moleculares que por medio de una resina sintética retiene el agua contenida en el bioetanol rectificado para obtener como producto bioetanol deshidratado con una concentración mínima de 99,5% v/v de bioetanol cumpliendo con las especificaciones para su uso como bioetanol para carburante.

Almacenamiento

La planta de producción cuenta con una zona de almacenamiento y despacho para el producto terminado. El bioetanol deshidratado o bioetanol anhidro se condensa y se enfría para ser almacenado en tanques de acero donde se realizan las pruebas de calidad.

Despacho

El bioetanol para carburante producido es cuantificado a través de medidores de masa y enviado en tanques de gran volumen situados en el área de almacenamiento donde se preparan los transportes hacia el puerto de embarque, realizando los transportes marítimos para la comercialización en los mercados internacionales.

Caldera

La caldera genera vapor y se encarga de producir la energía térmica necesaria a través de la utilización del bagazo (corteza) de la caña de azúcar, producido en el proceso de extracción del jugo de caña en la molienda.

Generación de Vapor

El bagazo con un bajo contenido de sacarosa es utilizado en las calderas para la biomasa. El vapor obtenido de las calderas mueve las turbinas y los turbo generadores que producen la energía eléctrica que requiere la planta de producción.

Esta energía limpia es generada con biomasa y sigue las directrices del Protocolo de Kyoto que favorece la preservación del medio ambiente por la disminución de emisión de toneladas de CO2 en la atmósfera.

Cogeneración de Energía Eléctrica

El vapor generado en la caldera es enviado a un sistema de equipos turbo generadores que convierten la energía térmica en energía eléctrica necesaria para entregar a diferentes unidades de los procesos en la planta industrial y para distribuir el excedente a la red nacional eléctrica. La energía producida a partir de un combustible renovable como el bagazo de la caña de azúcar, es una energía limpia.

Sistema Contra Incendios

La planta de producción tiene un sistema contra incendios de última tecnología, conformado por la detección de humo, vapores de bioetanol y llama, los cuales trabajan conjuntamente asociados a dos anillos de agua contra incendios agua-espuma.

Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

La planta de tratamiento de aguas residuales de la planta de producción de bioetanol recibe las flemazas y los condensados de la concentración de vinaza.

Fertilizante Natural

El fertilizante natural o compostaje tiene residuos de la cosecha, cachaza, bagazo y vinaza. El abono compostado es un proceso industrial con los residuos generados en la producción de bioetanol y los transforma en un producto estable, higienizado aplicable en la agricultura como abono natural o como mejorador del suelo.