ENCARNACION SANDOVAL LARRIBA MANUEL ESPARZA TOVAR

AUTONOMA

_CHAPMGO

DEPART’UTO DE MGaIMERU AGROINDUSlRLU

‘%vALUACION DEL DETERIORO DE LA CUJDAD DE LA CW%4 DE

AZUCAR

(Saccharm mcinamm

L.)

QUEMADA Y SIN

QUEYAR

EN

LA

Ulllu

DE

. ..

P R O F E S I O N A L

RequisitoParcial

ENCARNACION

SANDOVAL

LARRIBA

MANUEL ESPARZA

TOVAR

La presente tesis titulada " Evaluación del deterioro de la calidad de la caña de

azúcar (Saccharum officinarurn L.) quemada y sin quemar en la zona de influencia

del Ingenio El Potrero, Veracruz " fue realizada bajo la dirección del M.C. Luis Ramiro

Garcia Chávez y Asesoría del M.C. Melitón Córdoba Alvarez, ha sido revisada y aprobada

por ellos mismos y por el siguiente jurado, como requisito para obtener el Título de

Ingeniero Agroindustrial.

n

Presidente

Secretario:

Vocal:

Suplente:

Suplente:

-

,,

\

Ing. Miguel Re es Vigil

A

M.C. Melitón $abold? Alvarez

--"6%~aime Rocha Quiroz

Ing. Ma. Carmen Ybarra Moncada

Chapingo, México. Noviembre de 1996

A la Universidad Autónoma Chapingo y al Departamento de Ingeniería

Agroindustrial por la realización de la ésta investigación.

AI M.C. Luis Ramiro por la dirección del presente trabajo y apoyo en general.

Ai Ingeniero Pedro Cadena Blazco Gerente Genaral del Ingenio

El

Potrero Ver. y

un singular reconocimiento al Ingeniero Ramón Morales Tello, Superintendente General

de Laboratorios, por hacer posible ésta investigación, por las facilidades brindadas

durante el tiempo que tardó la investigación y por su apoyo y motivación.

Expresamos un especial agradecimiento al personal del Laboratorio del CORE

SAMPLER especialmente a LuIÚ, Susana, Juanita, Arturo, Angel y Esteban; ya que sin

su valiosa ayuda el término de ésta investigación no hubiera sido igual.

De igual manera agradecemos a Paty, segundo del Ing. Tello, por su ayuda en el

préstamo del material de laboratorio; así como al Ing. Macro Luna G., Superintendente

General de Campo, por la coordinación en el corte y quema de la cana, así como el

transporte de la misma.

AI M.C. Melitón Córdoba Alvarez, miembro del jurado calificador, por su valiosa

ayuda en la parte estadística, motivación y por que a pesar de tener mucho trabajo

nunca nos dijo "no tengo tiempo", "vengan después".

AI M.C. Jaime Rocha Quiroz, miembro del jurado calificador, por su apoyo,

resto del jurado revisor, Ing. Miguel Reyes Vigil, Ing. Ma. Carmen Ybarra Moncada y al

Q.F.B. Adalberto Gómez Cruz por su apreciable participación en la revisión.

AI Ing. Sergio Castro Aguilar por

la

ayuda invaluable brindada en todo

lo

referente

a impresiones, material de computo y por su amistad.

Finalmente, a todos aquellos maestros, compañeros, amigos y personas que de

una u otra forma hicieron posible la realización de la presente investigación.

DEDICATORIA

ENCARNACION

A

mis

padres:

Demetrio Sandoval Cortes y Gloria Larriba Carrera

por darme los más preciado que les debo, "la vida", por los principios que me han

inculcado, por su cariño y apoyo brindado en todo momento, por la confianza que depositaron en mi persona y que nunca dudaron de mi.

A mis hermanos:

Doris, David y Tomás

por el empeño que han puesto como parte de la familia para lograr metas y satisfacciones que todos compartimos, por formar junto con mis padres la mejor de las familias y por apoyarme motivándome cada vez más con su confianza que depositaron en mi.

A mi novia Gloria E. T. por su gran cariño y amor, por su compañia y motivación

durante todo éste tiempo y por que a pesar de las circunstancias adversas seguimos unidos.

A Carpanta y Huesca y todos mis grandes amigos y compañeros con quienes compartí grandes momentos de mi vida, que se, no bastaria esta hoja para nombrarlos a todos pero sé también que no necesitan ser nombrados para saber que a ellos está dedicado éste trabajo.

A ¡a Universidad Autónoma Chapingo por ser Única, en donde encontré una segunda casa y familia, de quien obtuve una educación superior, un criterio firme y las experiencias que forman al hombre.

Finalmente a todos aquellos hombres que se fijan metas en la vida y luchan para lograrlas, al imprescindible, al que actúa como piensa y al que colma de acciones su biografia

A

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A

m i d A e r m a n o < l : A F e J o

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A

mid A d u e k t o d : p o r d u cariño.

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A m i d S o d r i n o d : p o r d u d

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y

t r a w e d u w , con cariño. p o r endetiarme e

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camino.

A

t A 3 m i d amigod,. gue d e unu u o t m / ó r m me a

P

e n t a m n deyuir J e P m t e . Tesis donada a la UAM por la

CONTENIDO

PAGINA

INDICE DE CUADROS

...

i

INDICEDEANEXOS

...

ii

RESUMEN

...

1

SUMMARY

...

2

I

.

INTRODUCCION

...

3

...

...

II

_.

JUSTlFlCAClON . . : 5

111

.

OBJETIVOS

...

8

1

.

Objetivo general

...

8

2

.

Objetivo particular

. .

...

8

IV

.

REVISION DE LITERATURA

.

:

...

9

4.1 . Antecedentes

...

9

4.1.1. Situación mundial de ia Agroindustria Azucarera

...

9

4.1.2. El sistema agroindustrial azucarero mexicano

...

10

4.1.2.1

.

Situación nacional de la agroidustria azucarera

...

11

4.1.2.2. Problemática del sistema azucarero mexicano

...

12

4.1.3. Deterioro de la caña después del corte

...

14

4.2. Aspectos generales de la caña de azúcar

...

17

4.2.1. Descripcion morfológica

...

17

4.2.1.1.Tallo

...

17

4.2.1.2. Hojas

...

18

4.2.1.3. Raices

...

19

4.2.1.4. Flores

...

20

4.2.2. Fisiología de la caña de azúcar

...

:

...

20

. .

.. _{_ ..-_. ...}

_...

. ...-.-I ....

-

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....,

-

...

-..-

.

4.2.3. Composición quimica de la caña.de azúcar

...

23

4.2.3.1

.

Sacarosa y azúcares simples

...

:

...

25

4.2.3.2. Polisacáridos en caña de azúcar

...

26

4.3. Calidad de la caña de azúcar

...

32

4.3.1. Determinación de la calidad de la caña de azúcar con el Sistema de la Sonda Mecánica

...

32

4.3.1.1. Uso de la Sonda Mecánica en la obtención de muestras de caña

...

33

. 4.3.1.2. Preparación de la muestra tomada con Sonda Mecánica.

...

33

4.3:1.3. Extracción del jugo por medio de la prensa hidráulica

...

34

4.3.1.4. 'Análisis del jugo y la torta

...

4.3.2. Método CAMECO para el cálculo del Azúcar Teórico Recuperable ... 36

4.3.3. Método Pol Ratio (Modificado para muestras tomadas con Sonda Mecánica)

...

...

38

V

.

HIPOTESIS

...

40

VI

.

AREA DE INFLUENCIA DEL INGENIO ELPOTRERO

...

41

7.1

.

Localización y caracteristicas generales

...

41

VI1

.

METODOLOGIA

...

42

7.1. Muestre0

...

42

7.2. Análisis con el sistema directo de Sonda Mecánica y Prensa Hidraúlica

...

42

7.3. Periodo de análisis

...

43

7.4. Diseño y Modelo Experimental

...

43

7.5. Método CAMECO para el cálculo del azúcar teórico recuperable

...

45

VIII

.

RESULTADOSY DISCUSION

...

;.46

8.1. Primera fase experimental

...

; ...

47

8.1.1. Sacarosa

Yo

en jugo

...

48

8.1.2. Brix 'lo en jugo

...

50

8.1.3. Pureza

...

51

...-

...

.,, ...

8.1.4. Sacarosa Yo en caña

...

52

8.1.5. Brix%encaña

...

53

8.1.7. Azúcar Teórico Recuperable (ATR)

...

55

8.1.6. Fibra o/o en caña

...

54

8.1.8. pH

...

57

8.1.9. Azúcares reductores

...

58

8.2. Segunda fase experimental

...

58

8.2.1. Sacarosa

Yo

en jugo

...

59 .

8.2.2. Brix O h en jugo

...

.. 62 .

8.2.3. Pureza

...

;

...

:

...

:

...

63

8.2.4. Sacarosa % en caña y Brix % en caña

...

64

8.2.5. Fibra % en caña

...

66

8.2.6. Azúcar Teórico Recuperable (ATR)

...

67

8.2.7. pH

...

68

8.2.8. Azúcares reductores

...

69

IX

.

CONCLUSIONES

...

72

X

.

BlBLlOGRAFlA

...

73

.

...

.,-,. ... ... ...

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...

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.

i

[image:10.625.65.566.54.677.2]

INDICE DE CUADROS

CUADRO PÁGINA

1

.

Pérdidas de peso en la caña según los dias de corte

...

15

2

.

Pérdidas de sacarosa en la caña según los dias de corte transcurridos ensayado en la variedad Z-Mex 55.32 en el Ingenio Emiliano Zapata

...

16

3

.

Composición de la caña de azúcar y de los sólidos del guarapo

...

24

4

.

Carbohidratos que se encuentran en las diferentes partes de la caíia . de . . ' azúcar. CP 65-357

... ...

...

26

5

.

Esquema del diseño experimental para la variedad Mex 69-290

...

44

6

.

Tabla de análisis de varianza para sacaiosa Yo en jugo

...

49

7 .Tabla de análisis de varianza para pureza

...

51

8

.

Tabla de análisis de varianza para sacarosa Yo en caña

...

53

9

.

Tabla de análisis de varianza para brix % en caña

...

54

10

.

Tabla de análisis de varianza para fibra Oh en caña

...

55

11

.

Tabla de análisis de varianza para ATR

...

...

56

12

.

Tabla de análisis de varianza para pH

...

...

13

.

Tabla de análisis de varianza para azúcares reductores

...

58

14

.

Tabla de análisis de varianza para sacarosa % en jugo, segunda fase

...

60

15

.

Tabla de análisis de varianza para pureza, segunda fase

...

64

16

.

Tabla de análisis de varianza para sacarosa % en caña, segunda fase

...

65

17

.

Tabla de análisis de varianza para brix Yo en caña, segunda fase

...

65

48

.

Tabla de análisis de varianza para fibra Yo en caña, segunda fase

...

67

19

.

Tabla de análisis de varianza para ATR, segunda fase

...

68

20

.

Tabla de análisis de varianza para pH, segunda fase

...

69

21

.

iabla.de análisis de varianza para azúcares reductores, segunda fase

...

70

-I--- .

I -

--

...

II_ Tesis donada a la UAM por la

ii

ANEXOS

PAGINA

ANEXO 1

.

Medias de las variables determinadas a través del tiempo en caña cruda

...

77

ANEXO 3

.

Sacarosa Yo en jugo en caña cruda y quemada

...

78

ANEXO 5

.

Pureza en caña quemada y cruda

...

79

ANEXO 6

.

Sacarosa Yo en caña cruda y quemada

... ...

79

ANEXO 7

.

Brix %O en caña cruda y quemada

...

:

...

:

...

80

ANEXO 8

.

Fibra % en cana cruda y quemada

...

ANEXO 2.Medias de la variables determinadas a traves del tiempo en caña quemada.77 ANEXO 4

.

Brix % en jugo en caña cruda y quemada

...

78

...

80'

ANEXO 9

.

Relación fibra O/O en caña y humedad Yo en bagazo eii caña cruda y quemada

...

81

...

81

ANEXO 11

.

pH en caña cruda y quemada

...

82

ANEXO 12

.

Azúcares reductores en caña cruda y quemada

...

82

ANEXO 13

.

Variables determinadas a través del tiempo en caña cruda, segunda ANEXO 14

.

Variables determinadas a través del tiempo en caña quemada, segunda fase

...

...

83

ANEXO 15 . Sacarosa YO en jugo en caña cruda y quemada, segunda fase

...

84

ANEXO 16

.

Brix

Yo

en jugo en caña cruda y quemada, segunda fase

...

84

ANEXO 17

.

Relación temperatura y brix

Yo

en jugo, segunda fase

...

85

ANEXO 18

.

Pureza en caña cruda y quemada, segunda fase

...

85

ANEXO 19

.

Sacarosa % en caña cruda y quemada, segunda fase

...

86

ANEXO 20

.

Brix % en caña cruda y quemada, segunda fase

...

86

ANEXO 21

.

Humedad % en bagazo en caña cruda y quemada, segunda fase

...

87

ANEXO 23

.

ATR en caña cruda y quemada, segunda fase

...

88

ANEXO 24

.

pH en caña cruda y quemada, segunda fase

...

88

ANEXO 1 O

.

ATR en caña cruda y quemada

.

...

83

ANEXO 22

.

Fibra Oh en caña cruda y quemada, segunda fase

...

87

.... ~~ ...

, -'--.--.*-

. . < !. L i

ANEXO 25. o/o de azúcares reductores en caña cruda y quemada,

segunda fase

...

89

ANEXO

26.

Comparación de medias para la variable sacarosa %O en jugo

...

90

ANEXO

27.

Comparación de medias para la variable pureza

...

91

ANEXO

28.

Comparación de medias para la variable sacarosa %O en caña

...

92

ANEXO

29.

Comparación de medias para la variable brix % en caña

...

93

ANEXO

30.

Comparación de rnedias para la variable fibra Yo en caña

...

ANEXO

31.

Comparación de medias para la variable azúcar teórico r,ecuperable (ATR)

... .. . .. . . ...

...'

....

1

...'

...

95

ANEXO

32.

Comparación de medias para la variable pH

...

96

ANEXO

33.

Comparación de medias para la variable azúcares reductores

...

97

ANEXO

34.

Comparación de medias para la variable sacarosa % en jugo,

...

... ...

segunda fase ...

. . .

.98

ANEXO

35.

Comparación de medias para la variable pureza, segunda fase

...

99

ANEXO

36.

Comparación de 'medias para la variable sacarosa % en caña, . . segunda fase ...

...

1 O0 ANEXO

37.

Comparación de medias para la variable Brix o/o en caña, segunda fase

...

..lo1

ANEXO

38.

Comparación de medias para la variable fibra Yo en caña, ANEXO

39.

Comparación de medias para la variable azúcar teórico recuperable segunda fase

... ... ...

102

(ATR), segunda fase

...

103

ANEXO

40.

Comparación de medias para la.variable pH, segunda fase

...

104

ANEXO

41.

Comparación de medias para la variable azúcares reductores, segunda fase.

...

105

ANEXO

42.

Metodologia para determinación de azúcares reductores y pH

...

106

Tesis donada a la UAM por la

EVALUACION DEL DETERIORO DE LA CALIDAD DE LA

CANA

DE AZUCAR (Saccharum officinarum L.) QUEMADA Y SIN QUEMAR, EN LA ZONA DE INFLUENCIA DEL INGENIO EL POTRERO, VERACRUZ.

RESUMEN

Debido a que en la agroindustria cañera existe poca información en relación al

deterioro de la caña, el presente trabajo pretende aportar bases para cuadyuvar en la

investigación a este respecto.

Para conocer el deterioro de la calidad de la caña de azúcar se realizaron dos

fases de análisis correspondientes a los meses de enero y marzo de 1996. Las

variedades empleadas fueron las de mayor importancia de la zona de abastecimiento:

Mex 69-220 para la primera fase y CP 72-2080 para la segunda. Se aplicó un

experimento completamente al azar con arreglo de parcelas divididas, donde la parcela

mayor fue el tipo de caña (quemada y sin quemar) y la subparcela fue el tiempo que

transcurre desde el corte hasta el inicio del procesamiento. En enero se presentaron

diferencias significativas en sacarosa O h en jugo y pureza (Pc0.05), mientras que en

marzo las diferencias fueron altamente significativas en sacarosa

Yo

en jugo, sacarosa

% en caña, brix

Yo

en caña, azúcar teórico recuperable (ATR) y % de azúcares

reductores. El deterioro de la calidad fue observado mayormente en caña quemada

durante las dos fases, siendo altamente significativo el tiempo de análisis excepto la

2

EVALUATION IN DETERIORATE BURN AND NO BURN SUGAR CANE QUALITY

(Saccharum officinarum L.) IN THE BORDERING ZONE SUGAR REFINERY IN

POTRERO, VERACRUZ.

'

SUMMARY

Due to in the cane farm industry exist. little information in relation to cane deteriorate, this

work pretend to contribute the basis to help in its research.

To know the deterioration in the sugar cane quality two phases were realized with

analysis corresponding to january and march 1996. The varieties employed were of the major

importance in the supplying zone: in the first phase, Mex 69-220 and CP 72-2080 in the second phase. An experiment was carried out with a completely randomy design with a divided plot

arrangement, in wich the major plot had both kinds of cane (burned and not burned). The

subplot was the time measured from harvest until the beginning of the process. in January

significant differences appeared in juice sucrose percent and purity (Pc0.05). In march highly

significant differences appeared in juice sucrose, cane sucrose, cane brix, reducer sugar percent

an recoverable sugar estimate (ATR). The deterioration in quality was most observed in burned

cane during the two phases, in which the analysis time was highly significant except the pH

variable in the second phase..

Key words: Cane, Quality, Analysis, Sugar refinery, Deteriorate, Dextrano.

_.I..

T-

----

,

__

I. INTRODUCCION

Uno de

los

aspectos que se le ha dado gran importancia a través del tiempo es

la calidad de la caña de azúcar, para su procesamiento en la industria azucarera y

Últimamente, aunado con lo anterior, para el pago por calidad de la materia prima.

Básicamente se ha incidido en los parámetros de calidad tales como: mayor contenido

de sacarosa, menor contenido de fibra y una pureza aita de los jugos extraídos en el

molino del ingenio. Es así que se busca moler caña limpia, libre de partes no maduras

como el cogollo, renuevos o mamones, materia extraña como tierra, zacate, malezas y

hojas, banderillas y raíces; cañas dañadas por roedores, insectos o afectadas por

enfermedades. Todo lo anterior con la finalidad de reducir al máximo los problemas de

procesamiento de la caña en fábrica y por lo tanto lograr una mayor extracción de

sacarosa. Por otra parte existe un factor al que no se le ha dado la importancia debida,

este es el deterioro que sufre la caña cortada una vez que se quema. La demora entre

el corte y la molienda resulta en pérdidas de azúcar por metabolismo microbiano, con

formación de productos (como las dextranas) que pueden causar serias dificultades en

el proceso; reducen la recuperación y afectan adversamente la calidad de la caña de

azúcar. Además, existen pérdidas de agua, las cuales resultarían mínimas si se muele

la caña durante el primer día después de cortada. La pérdida de agua crea un aparente

aumento en el contenido de azúcar. Por lo general, el deterioro tiene lugar mediante

procesos enzimáticos, químicos y microbianos (Chen,1991).

Otra de las causas fundamentales es la falta de atención al corte y transportación

eficiente, por lo que se pierde en unos cuantos días el trabajo de muchos meses, o

cuando menos, se merman las utilidades e inversiones que ya ha obtenido el cañero con

su trabajo al reducirse el peso de la caña y la cantidad de azúcar que sirve de base para

4

En el deterioro de la caña de azúcar influyen dos factores fundamentales, el

tiempo que transcurre entre la quema y la molienda, y la superficie expuesta al deterioro,

la cual en cosecha mecanizada prácticamente se triplica si lo comparamos con cosechas

realizadas manualmente (Cadena, 1987).

Diferentes estudios han demostrado que la quema es inocua cuando los periodos

entre quema y molienda son inferiores .a las 24 horas, pero a partir de las 48 horas se

aceleran los procesos de deterioro con respecto a la caña verde. Fauconier (1 975) dice

que en la caña quemada se producen caídas de rendimiento que van de 0.2 a 0.3% por

cada hora que transcurra después de las primeras 24 horas, esto se presenta cuando

las temperaturas empiezan a ascender; acelerandose también de ésta manera el

deterioro de la caña quemada en menor tiempo que cuando las temperaturas son mas

bajas.

El presente trabajo tiene como propósito evaluar el deterioro de la calidad en caña

de auicar, quemada y sin quemar, una vez que han sido cortadas. Para ello se

determinó en los dos tipos de caña: sacarosa % en jugo (mejor conocida como pol,

sacarosa aparente), brix % en jugo, sacarosa O h en caña, brix

Yo

en caña, humedad %

en bagazo, fibra % en caña, Azúcar Teórico Recuperable (ATR), pureza, pH y Yo de

azúcares reductores. Para lo cual se empleó, en ambos tipos de caña, parte de la rutina

de análisis de muestras del método Sonda Mecánica.

* II. JUSTlFlCAClON

Son diversos los problemas que la industria azucarera ha venido atravesando

tanto en fábrica como en campo, dando lugar a una disminución en cuanto a las

posibilidades de mejorar los niveles productivos que se necesitan para ser competitivos

e incrementar la producción para satisfacer la demanda interna. Por mencionar algunos,

para el caso fábrica, existe baja eficiencia en la extracción del azúcar,' bajo

'aprovechamiento de los subproductos y derivados de la caña de azúcar, e'levados costos

de producción de azúcar, etc. En campo, existe un bajo nivel de productividad, y un

problema que concierne a ambos sectores es la ausencia de un organismo que realice

la investigación que requieren. Aunado a lo anterior, existe el problema de pérdida de

sacarosa entre las fases de campo y fábrica de mas de dos puntos porcentuales de

sacarosa; dichas pérdidas representan para la agroindustria cañera dejar de producir

poco más de medio millón de toneladas de azúcar, cantidad que sería suficiente para

cubrir los requerimientos actuales de consumo interno (Garcia, 1992). Alvizar (1993),

afirma que la pérdida de sacarosa en todas las etapas desde la caña en campo, hasta

el azúcar refinada en el saco, es un serio problema económico y que la pérdida global

desde antes de la zafra hasta el producto final, se calcula entre el 5 y el 35%. Dichas

pérdidas son más serias en el campo, teniendo lugar cuando se permite el deterioro de

la caña quemada y/o cortada, antes de su transporte al Ingenio.

.

La materia orgánica vegetal no genera olor nauseabundo cuando se descompone,

como ocurre en el caso de la materia orgánica de origen animal, seguramente por su

bajo porcentaje de proteinas. Esto resulta en que para el hombre común, no exista

diferencia aparente entre una caña recién cortada y una que ya lleva varios dias de

activa descomposición, debido a que no existe mal olor en una caña fermentada. De aquí

-"..A----.-..-.---

-.-.--

.

6

transportan la caña de azúcar a las fábricas, en el sentido de procurar que su producto

llegue intacto a su mercado consumidor (Carbonell, 1991).

Según Turner ( I 9 6 l ) , la sacarosa que produce la caña,de azúcar, una vez

quemada y cortada, no llega en su totalidad a la fábrica debido a las demoras de tiempo

existentes entre el corte y su industrialización. La caña dejada en campo durante un

periodo largo de tiempo da lugar al deterioro debido a microorganismos del suelo. Tal

deterioro por dichos microorganismos, comienza con el corte o en cañas dañadas por

roedores o cualquier acción que permita el rompimiento de la corteza d e l a caña, dando

lugar a la formación de ácidos orgánicos producto de la descomposición de la sacarosa,

llamada comúnmente inversión (Alvízar 1993). Esta descomposición aumenta

rápidamente con las condiciones favorables de temperatura y humedad, formando una

sustancia llamada dextran. De lo anterior, se ha estimado de un 5 a un 25% de pérdidas

de sacarosa en campo, llegando incluso en algunos casos por encima de este nivel,

observándose casos que cuando la caña es extremadamente deteriorada (comúnmente

agria, semiseca y con hongos), no es posible en absoluto la fabricación de azúcar,

obteniéndose de esta caña solamente melazas finales, lo cual perjudica notablemente

el proceso del material obtenido de caña fresca recién cortada y consecuentemente las

pérdidas económicas aumentan tanto para la industria como especialmente para el

productor (Alvizar, 1993).

Rojas (1 982), hace referencia a resultados obtenidos de varios estudios hechos

en México y en el mundo cañero sobre la perdida de sacarosa cuando ya ha transcurrido

cierto tiempo, tanto en caña cruda y quemada cortada manual como mecánicamente. La

caña cruda entera cortada manualmente, no se deteriora apreciablemente durante las

primeras.36 horas. Después, la caña pierde 1.5 kg de azúcar por tonelada de caña por

cada día que transcurre hasta su molienda. La caña quemada entera, también cortada

manualmente, sufre daño mayor después de 24 horas, perdiendo 3 kg de azúcar por

cada día de retraso en su molienda. Caña quemada Voceada, cosechada con máquina

combinada, no sufre apreciable deterioro durante las primeras 12 horas. Después, pierde

hasta 6 kg de azúcar por cada día de retraso en su molienda.

De todo lo anterior se deduce que no se le ha dado la importancia debida al

deterioro de la calidad de la caña de azúcar, por lo que el presente trabajo pretende

ampliar mas la información con hechos sobre este particular y colaborar así de alguna

manera.con las investigaciones que tanto requiere un producto básico como lo es la

a

111. OBJETIVOS

1 . Objetivo general

Evaluar el deterioro de la calidad de la caña de azúcar quemada y sin quemar en

el periodo que transcurre desde que se cosecha hasta que se procesa en el

ingenio azucarero.

2. Objetivos particulares

Determinar y analizar las variables principales en las que incide el deterioro de la

calidad de la caña quemada y sin quemar después de la cosecha.

Evaluar las pérdidas en la recuperación de sacarosa debidas a los principales

elementos causantes del deterioro de la caña de azúcar entre la cosecha y su

industrialización, utilizando para ello el proceso de análisis que siguen las

muestras obtenidas con sonda mecánica.

IV. REVISION DE LITERATURA.

4.1. Antecedentes

4.1.1. Situación mundial de la Agroindustria Azucarera

Los principales paises productores de azúcar a nivel mundial son: Comunidad

Económica Europea (C.E.E), la India, La Ex-Unión Soviética, Cuba, Brasit, Estados

Unidos, China, Australia, Tailandia, y México. Estos paises obtuvieron el 69.91% del

azúcar producida a nivel mundial en el ciclo 1990/91 (113.17 millones de Toneladas

Métricas Volúmen Comercial).

En consumo los paises principales son: la Ex U.R.S.S., la U.E., la India, los

Estados Unidos, China, Brasil, México, Japón, Indonesia y Pakistán. En conjunto

consumieron alrededor del 66% del total a nivel mundial (Sugar and Sweetenet, marzo

de 1992).

En cuanto a exportación. los paises principales son: Cuba, C.E.E., Australia,

Brasil y Tailandia, los cuales contribuyeron con el 68.93% de las exportaciones totales

en 1990/91. En importación, en el mismo periodo, se destacaron: La U.R.S.S., la C.E.E.,

Estados Unidos, Japón, y China: los cuales en conjunto importaron el 46.96%.

La tendencia de la economia mundial al fortalecimiento e integración regional de

bloques comerciales, obliga a concebir de manera diferente a cada uno de los sectores

productivos de los paises. Cada vez es más difícil pensar en una economía cerrada que

proteja su producción. doméstica y que trate de ser autosuficiente en la provisión de los

bienes y servicios que requiere su población.

La especialización regional favorece la productividad e incrementa los niveles de

---

.",_I_.

10

excedentes. Aquellos paises que cuenten con una mayor disponibilidad de recursos y

que tengan buenos niveles de productividad y precios atractivos para su producto podrán

exportar favorablemente (De Faveri, 1990: citado por Gutierrez, 1995).

4.1.2. El sistema agroindustrial azucarero de México

La agroindustria de la caña de azúcar ha alcanzado una edad de más de cuatro

siglos y medio: su desarrollo en México se registra desde la primera década de la

conquista española, representando ahora una de las actividades de mayor importancia

económica para el país.

. .

En los años de vida de esta actividad, se han tenido épocas en que la producción

de azúcar cubrió las necesidades de consumo interno y generó excedentes que se

colocaron en el exterior, principalmente en los Estados Unidos constituyéndose así en

una actividad captadora de divisas.

Politicas inadecuadas en materia de precios del azúcar, vinieron en detrimento de

la situación financiera de los ingenios, lo que a su vez, se tradujo en un deterioro

importante del nivel tecnológico de los mismos; los equipos y la maquinaria no se

actualizaron y el mantenimiento que se les dió fue insuficiente. Como resultado de todo

ello la industria azucarera entró, a finales de la década de los ~ O ' S , en una severa crisis

que no ha podido superar después de más de 20 años.

A partir de la década de los 70's el Gobierno Federal decidió participar más

directamente en la industria, hasta llegar a administrar y operar la mayor parte de los

ingenios del país; sin embargo, después de dos décadas, los resultados globales indican

que hubo pocos o nulos avances en la modernización del sector industrial.

En términos generales, el Gobierno Federal entregó una industria en mejores

condiciones respecto a la situación como recibió los ingenios en los primeros años de la

--. 7' ' I -

* ~ . . "

.

. .. .

década de los 70's. También se mejoraron los niveles de ingreso por tonelada de caña

entregada por los productores de la gramínea, sin embargo, el crecimiento del consumo

superó con creces los incrementos logrados en la producción de azúcar, dando como

resultado un déficit en el abastecimiento al mercado nacional.

La industria azucarera de México, nuevamente en manos del sector privado, como

en la década de los años 50, se enfrenta a un esquema totalmente diferente al que se

había acostumbrado. Los nuevos propietarios tienen la tarea de reconvertir hindustria

a los niveles de productividad que demanda la competencia internacional, . . dado el

esquema de apertura comercial que se ha implantado en el pais (Igartua, 1940-1980).

Actualmente nuestro pais está catalogado como un importador neto de azúcar y

dentro de los que demandan mayores cantidades del dulce en el mercado internacional,

con pocas posibilidades de ser autosuficiente (Garcia, 1992).

4.1.2.1. Situación nacional de la agroindustria azucarera

La agroindustria azucarera es sin duda, una actividad de suma importancia para

la economía mexicana. Aproximadamente 300 mil familias dependen directamente de

dicha actividad; de éstas el 74% se ubican en el medio rural. De manera indirecta un

gran número de personas dependen de la agroindustria, dado que aproximadamente por

cada empleo que genera el sector azucarero, existen cinco empleos en otras ramas

industriales y de servicios, ligadas estrechamente a la agroindustria.

La distribución geográfica de las zonas cañeras y sus ingenios azucareros al

interior del país, contribuyen a la descentralización de la actividad productiva y al arraigo

del campesino en sus lugares de origen. Actualmente un numero considerable de

los

trabajadores del agro nacional dependen de esta actividad: más de 136 mil productores

12

600 mil hectáreas, distribuidas en 15 entidades federativas.

La agroindustria de la caña de azúcar ha participado consistentemente en la

economia del pais; no obstante, la crisis de los Últimos años, su contribución al Producto

Interno Bruto Nacional, se ha mantenido por arriba del 0.5%; en relación al sector

manufacturero su participación promedio de 1980 a ! 988 fue de 2.4%, y al interior del

sector alimentario aportó en promedio el 12.6% del producto generado en el mismo

períodojGarcía, 1992).

.

4.1.2.2. Problemática del sistema azucarero mexicano

La industria azucarera de México, que hasta 1989 fue administrada y operada

mayoritariamente por el Estado, enfrenta la crisis más severa de su historia. Después de

más de tres años de iniciado el proceso de venta de los ingenios, la agroindustria no ha

respondido a las expectativas que se habían forjado con la transferencia al sector privado

de esta actividad (Garcia, 1992).

Esta situacion refleja parte de los problemas que vive la industria azucarera del

pais, después del proceso de reprivatización. La industria azucarera actual, carece de

una estrategia clara ante las condiciones que establece el nuevo orden de la economia

mexicana. El proceso de ajuste y modernización de la industria se ve limitado por la falta

de organización de los sectores involucrados en esta rama de la actividad económica.

Si no existe una verdadera unidad entre productores de caña, industriales y el Gobierno

Federal,, la agroindustria seguirá sufriendo dificultades.

Algunos de los problemas más importantes que vive el sector azucarero se

presentan a continuación:

-

Déficit en el abastecimiento interno de azúcar. Se estima que el consumo interno crecerá al menos a un ritmo similar al crecimiento de la población (2.1%),

manteniéndose un consumo percápita de alrededor de 52 kg. Esto significa que debe

incrementarse la producción interna de azúcar, de lo contrario se tendrá que seguir

importando en los próximos años.

-

Existe un bajo nivel de productividad de los campos cañeros. Los rendimientos medios de caña son de 68 üha y la cantidad de azúcar que se obtiene por

cada hectárea cosechada alcanza las 6.4 toneladas. En otros paises, como los Estados

Unidos, los rendimientos en campo son de 82 toneladas de caña y de 9.2 toneladas de

azúcar por hectárea.

-

Baja eficiencia en la extracción de azúcar. La mayoría de los ingenios del pais presentan niveles bajos de recuperación de azúcar, así se tiene, que en fábrica fue de

9.09 toneladas de azúcar por 1 O0 toneladas de caña. En Estados Unidos y Australia el

rendimiento en fábrica supera

las

11 toneladas de azúcar por cada 1 O0 toneladas de

caña.

-

Bajo aprovechamiento de los subproductos y derivados de la caña de azúcar. Por otra parte, existe un bajo aprovechamiento de los subproductos y derivados

de la caña de azúcar pues en donde se da generalmente no se encuentra integrado a

los ingenios azucareros, lo que finalmente repercute en las economías de productores

de caña e industriales, quienes no reciben los beneficios adicionales que significa

agregar mayor valor a sus productos.

-

Elevados costos de producción de azúcar. Los costos de producción de azúcar en Estados Unidos son 18% más elevados que en México; sin embargo, México

produce el azúcar entre un 10 y 34% más caro que Brasil, Colombia, Australia y Cuba.

-

Investigación en caña de azúcar. Finalmente, un problema que se ha agregado recientemente a los ya mencionados, lo constituye el hecho de que la agroindustria

cañera se ha quedado sin un organismo que realice la investigación que requiere el

14 niveles productivos alcanzados hasta la fecha (Garcia, 1992).

-

La infraestructura de riego, caminos y transporte en las zonas cañeras es

deficiente.

-

Retraso en la modernización de las unidades fábriles.

-

Falta de programas de capacitación y adiestramiento del personal técnico y obrero.

-

Deficientes programas de mantenimiento y reparación de los ingenios.

-

Existe también un exceso de mano de obra que contribuye a elevar significativamente los costos de producción.

-

Heterogeneidad en las caracteristicas de la maquinaria y equipo de los ingenios, ocasionando con ésto desbalances en el flujo, que repercuten en altos tiempos perdidos y elevadas pérdidas de sacarosa (Gutierrez, 1995).

4.1.3. Deterioro de la caña después del corte

Turner (1961), realizó un estudio consistente en dos fases sobre los cambios sufridos por la caña una vez cortada. Los factores considerados fueron tomados cada día, hasta los 17 dias que fue lo que duró el experimento. Estos fueron: pérdida de peso, Brix, pol, rendimiento probable, porciento de extracción, fibra porciento en cana, porciento de glucosa y proporción de glucosa.

En la primera fase, que consistió en determinar el efecto de la edad cbnsiderando cañas de una misma variedad (Co. 213) unas de 13 meses y otras de 14, ambas sin quemar; llegó a la conclusión de que las pérdidas en calidad sufridas por cañas crudas de la misma variedad pero de distintas edades, cortadas y dejadas en el campo bajo iguales condiciones, son idénticas. En la segunda fase se tomaron los mismos factores pero ahora tomando cañas de igual edad (las cañas son de 18 meses, de la variedad

Pepecua), pero además, se analizó caña quemada. Con lo anterior se concluye que

siendo todas las condiciones iguales con excepción de ser una caña quemada y la otra

cruda, la tendencia diaria de las pérdidas, es aproximadamente el doble en la quemada

que en la cruda.

En el ingenio Emiliano Zapata, en Zacatepec Morelos, se llevó a . cabo un

experimento sobre pérdida de peso y sacarosa, realizados en caña quemada en

el

ario

[image:27.622.35.578.12.781.2]

1984 y el mes de mayo de 1987 respectivamente (Cadena, 1987). Como 'lo muestra el

Cuadro 1 y 2, en el primer caso, las pérdidas de peso de caña tirada en.campo son.más

notorias a medida que cada dia transcurre. En sacarosa (Cuadro 2), al décimo dia de

quemada y cortada la caña tuvo una pérdida del 23.61% del total respecto al dia cero

o inicial.

. .

Finalmente, en dicho ingenio, la caña de corte y carga manual, cuando se corta

en exceso, tarda en ser molida hasta 3 0.4 dias llegando a prolongarse hasta 5 dias

cuando no se maneja adecuadamente el batey, lo cual implica sumar el tiempo que

permanece almacenada la caña en patio.

31AS TRANSCURRIDOS DES- PUES DEL CORTE

CANA TIRADA EN CAMPO CANA E N BULTOS

16

Cuadro 2. Perdidas de sacarosa en la caña según los dias de corte transcurridos ensayado en la variedad Z-Mex 55-32, en " El lnaenio Emiliano Zapata 'I.

O 12.44

-

2 11.94 8.81

4 11.44 1 .O3

6 10.94 4.44

8 10.44 4.28

10 9.94' 5.05

21.61

-

I1

DlAS TRANSCURRIDOS

I

SACAROSA EN CAÑA PA)

I

% DE PERDIDA

1

Rodriguez (1 967) realizó estudios en Jovenllanos Cuba sobre tres variedades

diferentes de caña cruda (B. 42232, P.O.J. 2878 y P.R. 980) en los periodos de febrero-

marzo, mayo-junio del año de 1966 y en el periodo abril-mayo de 1967; concluyó que las

diferencias en cuanto a pérdida de azúcar, grados Brix, rendimiento y extracción, se

mantuvieron constantes para el periodo de febrero-marzo sin tener influencia la edad de

la caña ni las condiciones ambientales, que a su vez no presentaron grandes variaciones

de un año a otro. En tanto, en los periodos de mayo-junio y abril-mayo, correspondientes

respectivamente a los anos 1966 y 1967, si se presentaron diferencias considerables

afectando directamente la Iluvio. De esta manera se resalta que la lluvia es un factor

decisivo para el deterioro de la caña de azúcar, ya que debido a élla las condiciones

varían rápidamente.

En si, los resultados obtenidos en'estos experimentos van a depender de la

variedad y época en que se haga el experimento: pues las condiciones climatológicas

son diferentes para cada periodo.

Las ventajas prhcipales que presenta la quema de la caña de azúcar son las

siguientes: Elimina basura, elimina animales ponzoñosos, facilita el corte, deshidrata un

poco la caña disminuyendo el peso de transporte. As¡ también las desventajas de la

quema son las siguientes: Acelera el deterioro, destruye la flora microbiana del suelo.

I---

__----...--

[image:28.622.37.553.99.284.2]

17

4.2. Aspectos generales de la caña de azucar

4.2.1. Descripción morfológica

La caña de azúcar tiene cuatro Órganos principales: tallo, hojas, raíces y flores.

4i2.T.1. Tallo

A este respecto Vara (1979), menciona que el tallo es la parte .utilizada en la

.industria azucarera, pues en el se tiene acumulada la sacarosa. La longitud en el

momento del corte oscila normalmente entre 1.50 a 4 metros: el diámetro va desde 1.5

cm en ciertos retoños de variedad delgada hasta más de 6 cm en tallos jóvenes de

especies gruesas. Una caña media ofrece un diámetro de 2.5 a 3.5 cm. Su peso en el

momento de la recolección puede ser de sólo 300 g o alcanzar hasta 6 kg. Está formado

por unidades llamadas canutos o entrenudos que varían en longitud, grosor, forma y

color según la variedad. Los canutos están unidos por los nudos, lugar donde se insertan

las hojas. En los nudos encontramos el anillo de crecimiento, la banda o anillo de raíces,

la cicatriz foliar, la yema y el canal de la yema. Vara (1979) da las características y

funciones de cada una de estas zonas. En el anillo de crecimiento se produce el

alargamiento de los canutos, o sea donde tiene lugar el crecimiento del tallo; por lo

delicado de los tejidos que lo forman es en él donde se produce la ruptura debido a

los

vientos u otras causas. En el anillo de raíces se observan varias filas circulares de

puntos redondos y blanquecinos de los cuales brotan las raíces transitorias cuando la

caña se coloca en condiciones de humedad necesarias y desarrollo de la misma. La

cicatriz de la hoja es la zona donde la hoja se une al tallo. Después de la caída de la

hoja, una parte de la base de la vaina permanece adherida al tallo. La yema es una

18

unidas, las exteriores adquieren la forma de escamas. Las yemas en la caña son

alternas, presentándose generalmente una por nudo. La forma, tamaño y demás

caracteristicas de la yema cambian con la variedad. La forma puede ser redonda,

ovalada o triangular. El valor germinativo de la yema va disminuyendo del cogollo hacia

la base.

El canal de la yema es una depresión o hundimiento en el entrenudo, que

comienza en la yema y termina en la mitad o más arriba del mismo.

En cuanto al color, forma, espesor y largo del canuto, Vara (1979)'dice que es

variable y dependen de la variedad y las condiciones del medio ambiente donde se

desarrollen las plantas de caña. El color puede ser, entre los más comunes: rojo,

verdoso, morado y amarillo. Su forma puede ser perfectamente erecta o completamente

tendida (Fauconier, 1975).

Finalmente tenemos el anillo ceroso el cual queda situado a continuación de la

cicatriz de la hoja. Tiene aproximadamente 1 cm de ancho y se reconoce por estar

recubierto de una capa de cera que puede considerarse como un revestimiento en las

variedades que lo presentan (Vara, 1979).

4.2.1.2. Hojas

De

los

nudos del tallo brotan las hojas; éstas son lanceoladas, lineales, largas y

agudas. Presentan un nervio o vena central fuerte, dispuestas en el tallo en forma

alterna. Su color es verde y cambian la tonalidad del mismo de acuerdo a la variedad y

las condiciones de desarrollo de la planta. El borde es dentado. Según Vara (1979)

pueden distinguirse tres partes fundamentales: vaina, ligula y limbo. La vaina es la parte

de la hoja que abraza el tallo: cubre enteramente el entrenudo del cual nace. A medida

que la planta va madurando, la vaina se separa del entrenudo y termina por

desprenderse. La ligula es una delgada membrana en forma de lengüeta, que se observa

en el punto de unión del limbo y la vaina. Tiene como función principal la de impedir que

el agua penetre entre el tallo y la vaina. Cuando esto sucede, la humedad provoca el

desarrollo de raicillas en el nudo, lo que tiene por consecuencia el desarrollo anormal de

la yema. El limbo está formado por la lámina de la hoja. En él se encuentra la vena o

nervio central y las paralelas a esta. Mide de 1 a 1.8 metros de longitud por 5 Ó 7 cm de

ancho, siendo su color de un verde más p menos intenso, en dependencia, a veces, de las condiciones de desarrollo.

Fauconier (1975), menciona la articulación entre la vaina y el limbo llamada collar

en la cara externa y garganta en la park interna. Este (collar) está formado por dos

triángulos llamados ócreas cuya forma sólo en la madurez es caracteristica de la

variedad. Las formas son el tipo triangular o cuadrado, el tipo deltoide o triangular y el

tipo ligular. Por otro lado menciona las formas principales de la ligula, éstas son: deltoide,

lineal, en media luna y en arco.

4.2.1.3. Raíces

Vara (1979), menciona el desarrollo de dos clases de raíces: raices transitorias

y raices definitorias o permanentes. Las primeras nacen del trozo plantado, se

desarrollan\de los puntos del anillo radicular del nudo; son finas y muy ramificadas de

color blancuzco o amarillento. Su función Única es tomar las sustancias nutritivas del

suelo que necesita el retoño durante la primera etapa de vida. Estas raices primarias

desaparecen, para ser sustituidas por la definitivas o secundarias. Estas brotan del

rizoma que se forma desde los primeros momentos en la base del nuevo retoño durante

la primera etapa de vida. Son de color blanco, gruesas y largas. Su función es absorber

I_

---

20

Las raices secundarias, cuando la planta ha alcanzado su completo desarrollo, se

extienden lateralmente a distancias que varian de O 4 m a 1 m, o más. Pero según

Fauconier (1 9754, las raices superficiales se extienden alrededor de la soca alcanzando

una longitud de 2 m y sobrepasando a veces los 5 m.

Fauconier (1975), distingue tres especies de raíces secundarias en base a la

profundidad: raices superficiales, ramificadas, absorbentes; raices de apoyo o de fijación,

más profundas; raíces cordón, que pueden alcanzar hasta seis metros.

En SI, la profundidad que alcanzan las raíces depende de la variedad, condiciones

de cultivo, caracteristicas del suelo, humedad, etc.

4.2.1.4. Flores

La inflorescencia de la caña aparece en forma de panicula que se desarrolla a

partir del Último entrenudo. Su forma, que depende de la variedad, puede ser estrecha

o ancha, corta o larga, cónica o cilíndrica (Vara, 1979). Está constituida por un eje

principal al cual se insertan los ejes laterales primarios que, a su vez comforman unos

ejes secundarios y a veces terciarios. Esta ramificación está más desarrollada en la base

que en el vértice (Fauconier, 1975).

4.2.2. Fisiología de la caña de azúcar

Camargo (1 976), señala aspectos importantes sobre translocación y

almacenamiento de la sacarosa, glucosa, fructosa y almidón. La sacarosa, glucosa y

fructosa, que son sintetizados en las hojas, se translocan día y noche a todas las partes

de la planta a través del floema, siendo la primera (sacarosa) el principal azúcar

transportado. La velocidad de translocación es de uno a dos centímetros por minuto

1+1---

-

. . .I .,^, . . .._._..I__^__<

dependiendo de las condiciones ambientales.

Según Hart (1970), citado por Camargo (1976), afirma que los polisacáridos, como

el almidón, se acumulan temporalmente durante la noche, en la vaina, auxiliando ésto

la translocación de los azúcares de la vaina hacia el tallo. El almidón no se transloca.

Cuando la translocación excede a la capacidad de transporte del floema, parte de los

azúcares se almacenan en la lámina en forma de almidón y otros polisacáridos

insolubles. Este almacenamiento temporal ayuda a la translocación, pues suministra un

suplemento de azúcares para la translocación nocturna, cuando

no

hay fotosintesis.

La maduración es un proceso que ocurre por entrenudos y el grado de madurez

de los entrenudos individuales depende de su edad. En las plantas jóvenes el contenido

de sacarosa es mayor aproximadamente al nivel del suelo. En dichas plantas, el

contenido de. sacarosa decrece rápidamente de la base al ápice del tallo.

Cuando la planta crece, el máximo de sacarosa aumenta. Presentando edad de

la caña contra contenido de sacarosa y glucosa, se obtiene una curva. que para el caso

de la sacarosa, se vuelve más o menos horizontal en el estado de maduración, en tanto

que el contenido de glucosa, la tendencia es casi opuesta a la de la sacarosa. Su punto

máximo está en los entrenudos más jóvenes y decrece hacia los más viejos. En la caña

madura la glucosa casi desaparece, excepto en la punta.

La acumulación de la sacarosa en la parte de las hojas secas continúa por mucho

tiempo después de que las hojas mueren.

Los azúcares producidos por las hojas verdes son distribuidos en todos los

entrenudos del tallo y no son retenidos en los entrenudos de la parte verde.

Considerando la acumulación de la sacarosa a nivel entrenudos, se tiene que la

distribución del brix y de los azúcares en los entrenudos individuales no es uniforme. En

la sección moledera del tallo, tanto el brix como la sacarosa son mas altos entre los

22

el brix exhibe un máximo alrededor de la parte media de los entrenudos y este máximo

es alrededor de seis grados más alto que el brix en el nudo. AI pasar a la sección de

hojas secas, la diferencia entre el nudo y el entrenudo llega a ser menor.

Respecto a la acumulación de almidón en el tallo, esto es normal en cantidades

relativamente pequeñas, constituyendo un carácter propio de las variedades.

Camargo (1 976) añade que existen diversos factores afectando la asimilación y

la maduración. Estas son: variedad, edad de la hojas y de la planta, velocidad de

crecimiento, rendimiento y crecimiento, variación diuma de velocidad de asimilación,

variaciones climaticas y estacionales de la velocidad de asimilación, contenido de bióxido

de carbono en la atmósfera, temperatura, humedad y fertilizantes. El efecto por variedad

se nota al ver la diferencia amplia existente entre variedades en la cantidad de sacarosa

producida por superficie cultivada. Esto se atribuye a diferencias en el área foliar total y

a la velocidad de asimilación por unidad de área foliar.

~

En general, la velocidad de asimilación decrece con la edad. La velocidad de

asimilación por unidad de área foliar aumenta desde las primeras etapas de desarrollo

y disminuye durante el periodo de maduración. El efecto se da también. por las

variaciones de la superficie total de las hojas con la edad de la planta.

La velocidad de asimilación por unidad de área foliar, es tanto mayor cuando

mayor es la velocidad de crecimiento de la caña de azúcar. La velocidad de asimilación

puede ser de 1.5 mg/cm2 bajo condiciones favorables en el periodo de la mañana. De

1 .O a 1.5 mg/cm’en plantas de crecimiento normal. Para plantas que no están creciendo

no alcanzan ni 0.5 mg/cm2 en el mismo período.

Un cultivo que crece rápidamente presenta un contenido más bajo de sacarosa

en el tallo en Comparación con otro que crece más lentamente. En comparación con el

contenido de glucosa ocurre lo contrario.

La velocidad de asimilación presenta fluctuaciones durante el dia. La acumulación

de materia seca en la lámina foliar es mayor durante las primeras horas, entre las 8 y

10 horas. Decrece al mediodia y comienza a aumentar nuevamente entre las 15 y 18

horas.

Las condiciones atmosféricas de intensidad luminosa y temperatura, determinan

ampliamente la asimilación. La velocidad de asimilación es considerablemente reducida

en las estaciones de dias cortos,.de poca luminosidad y baja temperatura; contrario a las

: estaciones de clima caliente de dias claros y largos, donde la asimilaciÓn.es .. máxima.

Asi mismo,' la velocidad de asimilación aumenta considerablemente con la

concentración de CO, en la atmósfera.

La temperatura es otro factor dominante en la velocidad de asimilación. Hart

(1970), citado por Camargo (1976), demostró que la temperatura óptima para la sintesis de sacarosa en hojas, de'caña cortada, es cerca de

30°C.

Entre 30 y 40°C hay una

elevación de la curva, cayendo después de 34°C. En si, los efectos combinados de la

luz y de la temperatura son grandemente responsables de la velocidad de producción de

materia seca en la caña de azúcar.

El abastecimiento de agua afecta la asimilación y almacenamiento de la sacarosa.

Abundante agua, es esencial para la formación de sacarosa en la lámina foliar, asi como

para su transporte al tallo y en su extracción como jugo de la caña.

En fertilizantes, se tiene que el nitrógeno aumenta la velocidad de asimilación y

el contenido de clorofila, influye además en el rendimiento, en la calidad del jugo y en la

formación de azúcares. Por otro lado el potasio promueve la formación de azúcares y

tiene un papel en la transformación hexosa-sacarosa, así como en la translocación de

la sacarosa.

4.2.3. Composición química de la caña de azúcar

24 fructosa, polisacáridos, proteínas, minerales, gomas y ácidos orgánicos. Según Chen (1991), el tallo de caña de azúcar (libre de basura) está compuesto aproximadamente de 75% de agua y _{el resto consiste en fibras y sólidos solubles. La composición de la} caña está definida por muchos factores los cuales varían ampliamente para las diferentes variedades. Con el clima y los cambios estacionales, la composición química varia considerablemente (González, 1974). La cantidad de cada uno de dichos componentes

.es heredable y son bien conocidas las diferencias entre variedades. Las variedades nobles son ricas en agua, relativamente bajas en fibras y de maduración tardía. Los hibridos tienen mayor contenido de fibras y azúcares. En el Cuadro 3 se muestra la composición de la caña de azúcar y de los sólidos del guarapo.

Cuadro

CANA TRITURADA CANA y/.)

Agua 73-76

Sólidos 24-27

Sólidos solubles 10-16

Fibra 11-16

Componentes del guarapo

Azúcares 75-92

Sacarosa . 70-88

Glucosa 2-4

Fructosa 2-4

Sales 3.0-4.5

Sólidos solubles (Oh)

Acidos inorgánico$ 1.5-4.5

Acidos orgánicos Acidos orgánicos 1.5-5.5 1 .O-3.0

Acidos carboxilicoc 1.1-3.0

Aminoácidos 0.5-2.5

Otros no azúcares orgánicos

Proteinas 0.5-0.6

Almidón 0.001-0.050

Gomas ' 0.30-0:60

Ceras, grasa y fosfolipidos 0.05-0.15

Otros 3.0-5.0

ItNl t: CHtN,1991.

4.2.3.1. Sacarosa y azúcares sencillos

La saca'rosa es un disacárido formado por la unión de dos azúcares sencillos o

monosacáridos; una molécula de glucosa y una de fructosa. CNlA (1 981) la define como

el compuesto quimico puro, igualmente conocido bajo el nombre de "azúcar de caña":

C,,H,,O,,. Se hidroliza en presencia de ácidos diluidos y de enzimas llamadas invertasas,

para dar una mezcla equimolecular de glucosa y fructosa que se conoce con el nombre

de azúcar invertido. La sacarosa es dextrorrotatoria (+66.5"); sin embargo, al hidrolizarse,

el poder levorrotatorio de la fructosa (-92") es más fuerte que el dextrorrotatorio de la

glucosa (+52.5") por lo que el hidrolizado tiene finalmente (-20"). A este cambio de signo

de la rotación del plano de la luz polarizada se le llama inversión (Badui, 1981). Según

Chen 1991, la fructosa y glucosa del hidrolizado no se presentan siempre en cantidades

iguales en el guarapo crudo.

En el Cuadro 3 se observa que la sacarosa presenta del 70-88% del total de

azúcares componentes del guarapo (75-92%), en tanto, la glucosa y fructosa 2-4% cada

una.

La sacarosa es el componente quimico más importante y abundante en la caña

de azúcar y el más común del reino vegetal. Es el azúcar de uso doméstico e industrial.

Se encuentra en todas las partes de la caña de azúcar pero abunda más en el tallo,

específicamente en las vacuolas de almacenamiento de la célula (parénquima). El

Cuadro 4 muestra los carbohidratos que se encuentran en las diferentes partes de la

caña de azúcar, CP 65-357. En él se aprecia que la sacarosa está en mayor proporción

en el tallo siendo menor en los primeros 60 cm superiores y mayor en los ultimos 60 cm.

El mismo comportamiento siguen los azúcares simples, fructosa y glucosa. En las hojas

muertas, la envoltura y lámina foliar es donde se encuentra la menor cantidad de

sacarosa. La fructosa se encuentra en menor proporción respecto a la glucosa en cada

26

una de las partes de la caña. A excepción del tallo, en la punta del mismo, se tiene

mayor cantidad de fructosa y glucosa; la menor se localiza en las hojas muertas y rakes.

En las hojas muertas no existe fructosa ni sacarosa.

PARTE % D E L EXTRAC. ALMIOON . POLISAC. SACAROSA FRUCTOS . GLUCOSA

TOTAL 96 JUGO SOLUBLES . A

. .

Lamina foliar 11.1 40.0 0.32 5.40 7.72 3.75 6.76 Vaina de la hoja 4.3 38.6 0.05 4.03 14.20 3.33 5.92 Envoltura foliar 2.0 48.2 0.09 5.58 6.85 7.56 13.60 Punta del tallo 1.6 47.6 0.08 5.90 14.82 12.94 17.52 Caña triturada

Segundos 60 cm 14.8 71.3 0.06 1.45 154.88 5.38 6.08

Terceros 60 cm 17.8 . 73.6 0.04 1.47 181.85 3.63 4.04

Cuartos 60 cm 19.5 71.1 0.03 1.30 185.10 3.06 2.80 Cepa 9.3 65.3 0.07 2.01 152.50 3.01 5.94 Rakes" 1.3 27.2 0.00 1.28 8.76 1.25 2.50

Hojas muertas 4.3 37.1 0.00 5.42 0.00 0.00 0.0

Primeros 60 cm sup. 14.0 69.3 0.07 1 .81 130.46 6.88 9.84

%o utilizó todo el sistema radicular. sólo se analizo la parte adherida a la cepa arrancada del suelo.

Cuadro 4. Carbohidratos que se encuentran en las diferentes partes de la caña de azúcar, CP 65-357.

I1

ANALISIS DEL GUARAPO (mglmi)

Existe una amplia gama de polisacáridos en caña de azúcar y sus derivados, los

cuales provienen de dos fuentes, aquellos originados de las actividades metabólicas de

la planta, como el almidón; y los formados por la actividad de los microorganismos, como

las dextranas que se desarrollan en la savia de las plantas durante su vida. Otros

polisacáridos son: levanas, pectinas, ceiulosanas, hemicelulosas y almidón (imrie, 1975).

lmrie (1975), menciona que las dextranas están compuestas por un polímero

básico de cadena normal de unidades de glucosa unidas por enlaces -(1-6)

[image:38.623.60.550.212.459.2]

principalmente, con algunas ramificaciones unidas por enlaces glucosídicos =-(1

-3)

Ó

--

(1 -4).

Mientras que por otro lado Chen

(1 991),

asegura que las dextranas constituyen una

serie de polimeros de glucosa con un

50%

de enlaces

~-(1,6)

cuando menos y añade

que las dextranas presentes en caña de azúcar, originadas por el Leuconostoc

mesenteroides, contienen cuando menos un 90% de enlaces

--(1-6),

localizándose los

enlaces

=-(1-4)

y,

=-(1,3)

en los puntos de ramificación de la cadena. Son polimeros

homólogos a 1.a D-glucopiranosa (glucanas). Comúnmente se forman por la accion de,la

enzima dextrasucrasa sobre la sacarosa:

dextrasucrasa

n sacarosa ---> (glucosa),

+

n fructosa

Esta actividad está ampliamente difundida entre las bacterias del ácido láctico.

especialmente el Leuconostoc mesenteroides y el L. dextranicum. La mayoria de las dextranas naturales tienen un alto peso molecular, entre lo5 a

107Ó

más. Son insolubles

en etanol al

40-50%,

pero la.mayoria de ellas son solubles en agua. Son altamente'

dextrógiras, dentro del rango de

+203

a

+

233"

en formamida

o

KOH. Las soluciones

acuosas de dextranas pueden ser bastante viscosas, en agua a

25",

las viscosidades

intrínsecas varian de

0.152

a

3.107.

Las dextranas se forman rápidamente en condiciones de pH ácido, bajo brix y

temperatura ligeramente elevada. lmrie

(1 975)

señala el efecto de las dextranas aunado

con las gomas en el análisis de pol y en algunas partes del proceso de elaboración de

azúcar. En el análisis de pol, interfieren en las pruebas analíticas realizadas para

determinar el contenido de sacarosa y la pureza durante el control del proceso. Como

se mencionó anteriormente, la dextrana es altamente dextrógira, por lo que afecta las

lecturas directas de polarización de las muestras. Esto trae como consecuencia una

pureza aparente, artificialmente alta en comparación con la pureza real, por lo cual puede