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• Alfonso Jordan Jaramillo

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UNIDAD 3 OPERACIONES UNITARIAS NORMATIVIDAD LA PRODUCCION PANELERA TRADICIONAL

LA MADUREZ DE LA CAÑA PANELERA Existen varias maneras de considerar la maduración de la caña. La primera de ellas llamada maduración fisiológica se alcanza cuando aparece la flor (espiga) y sus respectivas semillas (espiguillas). Otra manera de conocer la maduración es cuando en el tallo se alcanza el mayor almacenamiento de azúcar (sacarosa) y otros sólidos, la cual se puede medir con instrumentos manuales (refractómetro o brixometro); esta es conocida como madurez fisiológica. Aún así queda una tercera manera de determinar la maduración comercial, que corresponde al momento en que el contenido mínimo de sacarosa está por encima del 13% en base al peso seco de la caña. Conviene aceptar que entre la madurez fisiológica y comercial está el punto apropiado para decidir la cosecha de la caña. Externamente las manifestaciones más comunes de la caña cuando alcanza la madurez son:    

Se reducen el número de hojas del cogollo (quedando alrededor de 6 a 9 hojas). El color de la hoja se torna amarillento y se vuelve quebradiza. Los tallos desprenden cera y cambian de color. Las yemas o nacencias superiores (las de arriba) tienden a brotar o formar una capa corchosa.

Paralelamente el contenido de humedad en el tallo se reduce, aumenta la cantidad de sólidos en el jugo y por tanto el total de azucares también sube. Esto ocurre en un tiempo relativamente corto (entre 2-4 semanas). Existen algunos factores que afectan la maduración de manera combinada e influyen en el rendimiento de caña a panela a continuación se describen parte de la influencia ejercida por ellos. HUMEDAD Es útil para la formación y movimiento de los azucares, sin embargo cuando se acerca la maduración conviene que disminuya para que se detenga el crecimiento de las partes jóvenes y ocurra menos consumo de azucares, permitiendo entonces este proceso la acumulación de los mismos en el tallo.

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Por esta razón cuando se usa riego, se planea lo que se conoce como “agostamiento” de la caña, y consiste en reducir el suministro de agua para estimular la acumulación de los azucares en el tallo.

TEMPERATURA Es probablemente el factor más influyente en la maduración de la caña de azúcar. En la medida que la diferencia entre la máxima del día y la mínima en la noche oscilan por encima de 9°C (bien sea 10, 11 ó 12°C) se estimula el almacenamiento de sacarosa. Esto es normal en periodos secos. Cuando ocurren periodos lluviosos, la oscilación es menor y por lo tanto los rendimientos decrecen (disminuyen).La altitud tiende a disminuir la temperatura promedio local (tanto la diurna como la nocturna) pero favorece la oscilación diaria promoviendo mayor acumulación de azucares. Solo que al mismo tiempo, el periodo vegetativo de la caña se alarga. Por estas razones la maduración fisiológica y comercial tiende a coincidir con los periodos secos o de verano. LUZ (Luminosidad) En la medida que haya menos luz por efecto de la nubosidad, se reduce la cantidad de azúcar producido por la caña. Con menos luz los tallos pueden ser más largos tal vez más delgados, ocurriría menos rebrote de tallos secundarios; al final la caña pesará menos. Por lo anterior es preferible la presencia de brillo solar en las zonas productoras de caña panelera.

NUTRIENTES El nitrógeno solo conviene al momento de crecimiento de la caña, para la maduración es necesario que su contenido sea bajo en la planta. Por ello no se recomienda la aplicación de este nutriente (urea o nitrato de amonio) después de los 4 meses de edad pues su presencia acelera el crecimiento y disminuye la concentración de sacarosa. Algo similar ocurre si se aplica materia orgánica en exceso. El fósforo es un nutriente deseable, toda vez que favorece la calidad de los jugos. Se estima que por litro de jugo deberán existir al menos 250 miligramos de fósforo (P2O5) equivalente a decir el contenido de media tapa de refresco por litro de jugo de caña. El potasio está relacionado con el nitrógeno, haciendo efecto combinado. Cuando disminuye el nitrógeno y aumenta el potasio el contenido de humedad y azucares

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reductores bajan y se aumentan los contenidos de sacarosa y pureza, mejorando la calidad de los jugos. Cuando se invierten los contenidos de nitrógeno y potasio los resultados en rendimiento bajan, pues aumenta la humedad y la presencia de azucares reductores (dañan el grano de la panela). LA FLORACION Aún cuando es un proceso natural, al ocurrir se suspende la formación de nuevos entrenudos (se detiene el crecimiento) y la médula de la caña se convierte en corcho y va aumentando hacia abajo, provocando disminución de jugo y al mismo tiempo va aumentando la cantidad de fibra y por tanto menor será el rendimiento en panela. Esto se acentúa cuando la planta florece a edad temprana. Por ello la variedad es determinante, pues es bien sabido que todas no florecen con la misma intensidad y que son preferibles aquellas que no florecen, cada zona podrá contar con algunas que reúnen esa característica.

ALGUNOS MÉTODOS PARA DETERMINAR EL GRADO DE MADURACIÓN El momento adecuado para el corte de la caña debe coincidir con la completa maduración, que a su vez debe ser aquel momento de máxima acumulación de sacarosa. Existen varios procedimientos para acercarse a la determinación de este punto:  



El primero consiste en medir el contenido de humedad en los entrenudos 8 a 10. Al descender la humedad allí se relaciona con el momento de incremento de la sacarosa en el tallo (Humbert, 1970)1. Otro método consiste en la determinación (en el laboratorio 3 a 4 meses antes de la cosecha) de la relación entre la sacarosa y los azucares reductores presentes en el jugo. Se sabe que la maduración se logra en la medida que sube la sacarosa y disminuyen los azucares reductores por variedad (Sasta2 1977). Este método es de pronóstico de cosecha es poco aplicable a nivel de campo.

Índice de maduración: consiste en medir con el refractómetro de campo (Brixometro) el brix de los entrenudos superiores y de los inferiores de un mismo tallo y obtener la relación entre ellos como indicativo del grado de maduración (Visiva y Kasinath). Al calcular la relación del brix del tercio superior entre el brix del tercio inferior 1

Humbert, R.P. (1970). El cultivo de la caña de azúcar. (2ª ed). Mexico SASTA (south African Sugar Technologists´ Association) 1977. Laboratory manual four South African sugar factories. 2ª. Ed.Durban, Suráfrica.s.p. 2

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pueden obtenerse tres posibilidades: a) Valor menor que 1: La caña esta inmadura (los sólidos “azucares” son mayores en la base del tallo). b) Valor cercano o igual a 1 (0,90-1,00): La caña está adecuada para el corte o cosecha. Los sólidos totales, están bien distribuidos en el tallo. c) Valor mayor que 1: La caña está sobré madura, los sólidos son mayores en el tercio superior, se ha degradado o consumido en la parte basal. Este es el método técnico y práctico más aplicable a las condiciones paneleras del país. Sin embargo cada variedad mantiene un ritmo de maduración particular, por lo cual se recomienda obtener el índice de maduración por localidad para aquellas variedades más utilizadas.

PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA PANELA 

El sector agroalimentario ha salido en los finales del siglo xx de los esquemas convencionales de tecnología iniciado profundas innovaciones para responder a las demandas cada vez más diversificadas y a las exigencias cada vez más precisas de los consumidores. Los productos agroalimentarios deben hoy en día presentar una garantía higiénica sin fallos, satisfacer las necesidades nutricionales y sensoriales y aportar cada vez más servicios. Sin embargo la estandarización y optimización del proceso de producción de mieles de caña y panela se dificulta debido a:



La cantidad de componentes presentes en los jugos de caña, algunos de los cuales aun no se han identificado plenamente.



La variabilidad de los compuestos presentes en los jugos, la cual depende de factores genéticos y climáticos que afectan el cultivo, como la variedad de caña, el manejo agronómico, el clima, el suelo, la intensidad solar entre otros.



La interacción química de estos componentes, la cual es en algunos casos muy compleja y varía según la cantidad presente de cada compuesto, el pH de la solución y la temperatura en la que se encuentre.



Las condiciones de operación durante el proceso de producción, como índice de madurez, corte, acopio de la caña, molienda, velocidad de calentamiento, condiciones de aplicación de aditivos, punteo.

Esta dificultad en la estandarización se ve proyectada en el producto en la alta

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variación del color, la textura y porcentaje de sólidos insolubles finales. Con el propósito de profundizar en el conocimiento del procesamiento de la caña para la producción de panela y mieles en esta parte de la unidad se pretende aclarar algunos de los aspectos más sobresalientes siguiendo el diagrama mostrado. DIAGRAMA DE PRODUCCIÓN DE PANELA Y MIEL EN UN TRAPICHE CORTE Y TRANSPORTE

ACOPIO

MOLIENDA BAGAZO PRELIMPIEZ A

TORTA

CACHAZA AGLUTINANTE MODIFICADOR DE pH

CLARIFICACIÓ N EVAPORACIÓN

ANTIADERENTE

AGUA

CONCENTRACIO N

AGUA BATIDO MOLDEO O PULVERIZADO

SECADO AGUA EMPAQUE ALMACENAMIENTO DISTRIBUCIÓN

Figura 1. La caña es una gramínea del género Saccharum. Su forma es erecta con tallos cilíndrico de 2 a 5 metros de altura y diámetro variable de 2 a 4 cm y nudos pronunciados sobre los cuales se insertan alternadamente las hojas delgadas. Consta de una corteza, cubierta de una capa de cera de grosor variable que contiene el material colorante, seguidamente se encuentra la porción interna

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constituida por el parénquima y paquetes longitudinalmente, terminando en hojas o yemas.

fibrovasculares

dispuestos

Tanto para la producción de panela como de mieles es fundamental un buen manejo agronómico que permita obtener un producto de excelente calidad CORTE Y ACOPIO DE LA CAÑA El corte de la caña se debe realizar cuando la caña alcanza el sazonado adecuado, ósea cuando tiene el mayor contenido de sólidos solubles, y el nivel de sacarosa máximo. Cañas inmaduras y sobremaduras dan rendimientos menores e influyen negativamente en la calidad de la panela, por su alto contenido de azucares reductores, pero son adecuadas para producir mieles. El sazonado adecuado se determina en dos pasos: el primero la edad de corte para cada variedad la cual es determinada por los investigadores usando las curvas de sacarosa obtenidas en el laboratorio, y el segundo por el índice de madurez, el cual se halla con el uso del refractómetro de campo, se toman muestras en el sexto o séptimo entrenudo del tercio superior (B) y del tercio inferior (A) así: 0,95 < B/A > 1,0 B/A > 1,0

caña madura caña sobremadura

0,95 < B/A

caña inmadura

Tabla 1.

La caña se debe acopiar en un sitio seco y sombreado, cuando se corte panela madura o sobremadura, no debe estar almacenada por más de tres días puesto que la inversión es alta.

EXTRACCIÓN DEL JUGO Es el paso de la caña a través del molino, para obtener el jugo o guarapo crudo como materia prima y bagazo húmedo o verde como combustible para la hornilla. El porcentaje de extracción depende de las condiciones de operación del molino y afecta directamente el rendimiento en la producción. Peso

del

jugo x 100

Porcentaje de extracción = peso de la caña.

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En términos generales para molinos de 3 mazas una extracción óptima esta en 58-60% y para molinos de 6 mazas uno detrás de otro hasta el 68%, para extracciones mayores hasta 75% debe usarse una lixiviación (adicionar un solvente, al bagazo para remover azúcares), conocida como inhibición.

Bagazo Es el remanente de los tallos de la caña de azúcar después de extraerse el jugo azucarado que ésta contiene. El uso tradicional y más difundido de este material en el proceso de producción de panela es la generación de calor mediante su combustión en las hornillas o calderas. En las hornillas planas para usar el bagazo como combustible, se requiere que sea sometido a un proceso de secado hasta una humedad aproximada del 30%, el cual tiene una duración promedio de 15 – 25 días en cobertizos llamados bagaceras. El tiempo de secado depende de factores como: altura y el ancho del arrume, condiciones climáticas del sitio, humedad con la que sale el bagazo del molino y características de construcción de la bagacera. Jugo que sale del molino Es el obtenido directamente del molino. Físico - químicamente es un dispersoide compuesto por materiales en todos los tamaños, desde partículas gruesas hasta iones y coloides. El material grueso consiste principalmente de tierra, partículas de bagazo y cera. LIMPIEZA DE LOS JUGOS El principal aspecto que afecta no solamente la calidad sino la aceptabilidad del producto es la limpieza de los jugos de caña durante el proceso de producción de panela y mieles. Esta limpieza de los jugos comprende dos etapas: una en frío o prelimpieza y otra en caliente o clarificación.

LA LIMPIEZA Consiste en eliminar por medios físicos y a temperatura ambiente el material grueso con el que sale el jugo de caña del molino. Este material consiste principalmente en tierra, partículas de bagazo y cera, para su separación se usa el pozuelo, las mallas y los sistemas de prelimpieza diseñados por CIMPA, los prelimpiadores uno y dos.

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Cualquiera de estos equipos de prelimpieza requiere para su buen funcionamiento una adecuada mantenimiento y limpieza mínimo cada 6 h con el fin de evitar la fermentación de los jugos y como consecuencia un deterioro de la calidad del producto. Se recomienda utilizar en su construcción acero inoxidable, material resistente a la corrosión y fácil de limpiar. Otros trapiches utilizan una malla a la llegada de la paila recibidora o la salida del molino, esta malla en la mayoría de los casos sólo retiene las impurezas mayores y se satura rápidamente. Los prelimpiadores, diseñados por él CIMPA, tienen la función de retener no solo el material grueso sino parte de las impurezas dispersas en el jugo, constituidas principalmente por restos de bagazo, bagacillo, caña, tierra, material flotante y lodos. El funcionamiento de los prelimpiadores se efectúa en forma continua y utiliza como principio la separación por la diferencia de la densidad existente entre las impurezas y el jugo. Para mejor funcionamiento no debe ubicarse en el área de molienda. Dependiendo del tamaño del trapiche el sistema se compone de dos prelimpiadores. El prelimpiador 1 tiene como función recibir el jugo del molino y remover las impurezas de mayor tamaño, que son las que se separan más rápidamente debido a su mayor diferencia de densidad con el jugo. Por este fin su altura, es mayor que la del prelimpiador 2 y su longitud menor con el propósito de evitar la fermentación de los jugos por tiempos de residencia prolongados, originados en los depósitos muy grandes. Las dimensiones varían de acuerdo con la capacidad del molino pudiéndose establecer cuatro tamaños: 

Tracción animal y capacidad de molienda inferior a media tonelada de caña por hora se utiliza solo el prelimpiador 1 con las siguientes dimensiones Largo: 0,80 m, Alto : 0,35 m, Ancho: 0,15 m.



En trapiches con molinos con capacidad entre 0,50 y 1,0 toneladas de caña por hora, cuando la caña viene limpia se utiliza el prelimpiador 1 con las siguientes dimensiones: Largo: 1,00 m, Alto : 0,50 m, Ancho: 0,30 m. En el caso de cañas con alto contenido de impurezas se debe utilizar también el prelimpiador número 2 con las dimensiones que se indican anteriormente para este prelimpiador.



En trapiches con capacidad de molienda entre 1,0 y 2,0 t/h se requiere el prelimpiador 1 de las dimensiones del numeral anterior y el prelimpiador 2 con

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las siguientes: Largo: 1,75 m, Alto: 0,30 m, Ancho: 0,30 m. 

En trapiches con capacidad superior a las 2,0 toneladas de caña por hora, se debe aumentar el ancho del prelimpiador 1 en 10 cm por cada 500 Kg de caña adicionales o colocar un tercer prelimpiador de las mismas dimensiones del segundo.

Durante la molienda las impurezas que flotan se deben retirar varias veces al día y este material puede pasarse nuevamente por el molino, con el fin de recuperar parte del jugo retenido. Para lavar los prelimpiadores se retira el tapón del jugo residual, se recibe el jugo en un balde limpio y se deposita en la paila recibidora, posteriormente, se retiran los tapones de limpieza, se lavan totalmente los prelimpiadores con abundante agua limpia para que salga el lodo, arena y residuos de la molienda. Las láminas retenedoras de impurezas una vez lavadas deben colocarse en su sitio. CLARIFICACIÓN La etapa de clarificación en el proceso de la panela difiere altamente del proceso azucarero debido a que en este último se entiende por impurezas todas las sustancias diferentes a la sacarosa. En el proceso panelero esta etapa se lleva a cabo en la paila clarificadora de la hornilla, donde algunos sólidos coloidales y colorantes, dispersos en los jugos, se aglutinan por efecto del calor en pequeñas masas llamados floculós; con el propósito de eliminarlos posteriormente por métodos físicos. La Floculación es la formación de copos llamados flóculos causado por el choque de las partículas, que se hallan emulsionadas o en solución coloidal, precede coagulación y consiste en la precipitación de las partículas sólidas las cuales sin fundirse unas en otras permanecen aprisionadas en la masa. Puede ser de dos tipos: Ortocinética y Pericinética. La primera le debe su movimiento a la agitación que las partículas tienen dentro del liquido (movimiento browniano) mientras el segundo debe su movimiento a la energía comunicada al líquido por fuerzas externas como el calor o el remellón. Coagulación es un cambio físico por la acción de un agente físico como el calor o químico como una sal mineral, ácido o alcohol, en virtud de la cual una sustancia coloidal se agrega y solidifica. Consiste en una serie de reacciones físicas y químicas entre la sustancia adicionada denominada coagulante o aglutinantes y la solución, que dan como resultado la remoción o desestabilización de las fuerzas que mantienen unidas las partículas; se distingue de la floculación en que no es reversible como está.

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Las disoluciones de coloides o liófilos, son coaguladas por adición de un líquido soluble en el disolvente pero que no es absorbido por el coloide y las disoluciones acuosas de coloides o liófobos son coaguladas por adición de pequeñas cantidades de sales minerales. Los coagulantes o floculantes son de dos tipos poli electrólitos o ayudantes de coagulación y coagulantes metálicos. Los primeros son polímeros de alto peso molecular, conformados por uno o varios tipos de monómeros unidos en cadenas lineales o ramificadas que poseen un gran número de sitios activos por cadena y forman macromoléculas de tamaño coloidal. Se clasifican según la polaridad de los grupos ionizables en aniónicos o catiónicos y neutros o iónicos, cuando no poseen grupos ionizables. Entre los coagulantes metálicos se encuentra la cal, el carbonato de sodio, el carbonato de magnesio, el ácido fosfórico, el fosfato monocálcico y el bióxido de carbono entre otros. Aun cuando los jugos de caña poseen en su composición los agentes químicos para que por efecto del calor se presente la floculación y coagulación de algunas de las impurezas, se hace necesario mejorar el proceso de clarificación con la adición de un agente aglutinante. Así se consigue eliminar un alto porcentaje de los sólidos dispersos mediante la coagulación - floculación de las impurezas presentes en el jugo, por el efecto combinado de la temperatura, el tiempo y el aglutinante. Un buen manejo agronómico de la caña es uno de los puntos fundamentales en la clarificación de los jugos, pues aun cuando la hornilla nos brinde las mejores condiciones de procesamiento, cómo una velocidad de calentamiento superior a 1° C/min, caña con un índice de madurez apropiado y buen manejo en el acopio y la prelimpieza, un mal manejo agronómico interfiere en el equilibrio de los componentes, lo cual se ve reflejado en un pH inicial de jugos inferior a 5.2 . Otro de los puntos importantes a tener en cuenta, es no adicionar el mejorador de pH antes de la clarificación. AGENTES AGLUTINANTES Tradicionalmente en el proceso de producción de panela se emplea mucílagos de algunas plantas como: el Balso, Guásimo o Cadillo y en los últimos años se ha incursionado con polímeros químicos empleados en el proceso azucarero. Cuando se adiciona en exceso el agente aglutinante la panela y mieles presentaran problemas de consistencia y textura.

MUCÍLAGOS VEGETALES: son exudados gomosos producidos por algunas plantas cuando se les lesiona su corteza, Las gomas y los mucilagos son

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semejantes químicamente, están compuestos de polisacáridos que por hidrólisis dan hexosas, pentosas y ácidos irónicos cuya estructura molecular completa es desconocida y de peso molecular superior a 200.000 g /g mol. Estos compuestos orgánicos conformados por polisacáridos celulósicos contienen el mismo número de azúcares que las gomas y pectinas. Se forman en el interior de las plantas durante su crecimiento. El uso depende de la disponibilidad y costumbres de la zona. Los más empleados en la industria panelera son el Balso, Guasimo y Cadillo, en los cuales la glucosa forma parte de su estructura básica. Además existen otras plantas o productos vegetales de uso no tan generalizado como la "escoba babosa", el "Juan Blanco" o la corteza del fruto del cacao. CADILLO: pertenece a la familia de las Tiliáceas (Triumfétta affin mollissima HBK) es conocida vulgarmente como pega-pega y el mucílago se encuentra en el tallo. Para su utilización actualmente se construye una escoba de 10 g/l, con la corteza macerada de las ramas, la cual se introduce en los jugos de la paila clarificadora cuando estos alcanzan una temperatura mayor de 65° C, se agita durante 3 min, se deja calentar en reposo, y se retira la cachaza negra cuando se alcanza una temperatura de 85° C aproximadamente, de tal forma que una vez alcanzada la temperatura de ebullición, solo se produzca cachaza blanca. Esta escobilla tiene una vida útil de aproximadamente 6 h. Experimentaciones realizadas recientemente en CIMPA reportan mejores resultados, cuando los jugos alcanzan temperaturas superiores a los 65° C adicionar el 3% de su volumen, de una solución de mucílago. La solución mucilaginosa se prepara disgregando 10 g/l de la corteza desfibrada o macerada en agua a temperaturas superiores a 45º C. GUÁSIMO: (Guázuma Ulmifolia L) pertenece a la familia de las sterculiaceas. Este árbol se encuentra más frecuente en las llanuras cálidas Colombianas en la regiones paneleras que se encuentran por debajo de los 1.200 m.s.m. Se emplea de la misma forma que el anterior. Se construye una escoba de 20 g/l, con la corteza macerada de las ramas, la cual se introduce en los jugos de la paila clarificadora cuando estos alcanzan una temperatura de aproximadamente 45° C , se agita durante 3 min, se deja calentar en reposo, y se retira la cachaza negra cuando se alcanza una temperatura de 85° C aproximadamente. El CIMPA reporta mejores resultados, al adicionar a los jugos el 4% del volumen del jugo de una solución de mucílago cuando estos alcanzan temperaturas superiores a 65° C. La solución se prepara disgregando 20 g/l de la corteza desfibrada o macerada en agua a temperaturas superiores a 45º C. BALSO: (Heliocarpus popayanensis HBK) esta planta es del orden de las Malvales, de la familia Sterculiaceae. Es un árbol muy común en los climas

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templados del país. Para su utilización se retira la corteza del árbol teniendo cuidado de cortarlo por cuadros estilo domino, nunca todo el contorno ya que el árbol se muere. Estos cuadros de corteza se aporrean o machaca con un mazo a fin de liberar los mucílagos. Se ha encontrado en estudios realizados por el CIMPA que ofrece mejor resultado cuando se deja en remojo hasta que forme una solución babosa con una viscosidad de 6 centipoise (c p), similar a la clara del huevo. Esta solución se emplea en razón de 2,5% en volumen de jugo, dividido en dos aplicaciones. La primera cuando los jugos han alcanzado una temperatura de 50°C. y la segundo cuando los jugos alcanzan entre 75°C.

POLÍMEROS QUÍMICOS Existe la alternativa de reemplazar los mucílagos vegetales por compuestos químicos, su uso le quita el carácter de producto natural a la panela. El Mafloc 975, presento resultados comparables a los del balso en la clarificación. Se debe disolver en agua o jugo clarificado a una temperatura entre 30 y 40°c para asegurar la dispersión del polímero y la formación de la baba gelatinosa. Se prepara en soluciones hasta de 2.000 p.p.m. se agrega al jugo con pH de clarificación de 5,4 –6,4. en una dosis de 2 a 10 p.p.m. CACHAZA Las impurezas que flotan, denominadas cachaza negra, se retiran manualmente con un caso y se depositan en unos recipientes llamados cachaceras, allí por diferencia de densidades se separan de los jugos removidos con esta, y se lleva a la paila melotera donde se concentra hasta 45-50° Brix, los jugos se devuelven al proceso en la paila clarificadora. Esta cachaza concentrada comúnmente llamada melote se emplea en la alimentación de animales con la ventaja que se puede almacenar por un periodo más prolongado. La tabla 13 muestra la composición general de la cachaza. TABLA 2. COMPOSICIÓN DE LA CACHAZA Sustancia Sustancias cerosas Pentosanas Materias proteínicas P2O5 CaO MgO Fe2O3 –Al2O3 SiO2 Insoluble en HCl (R2O3) n(SiO2)m

mg/l 3-15 3-5 6-2.5 0.3-0.6 0.3-1.0 0.3-0.5 2-7 0.2-1 10-20

Hong 1996. Composición del precipitado obtenido por calentamiento

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MEJORADORES DEL PH. El principal efecto del uso de la cal o el bicarbonato en el proceso de elaboración de panela es la elevación del pH de los jugos o mieles, pero también se usa como flocúlante. En la elaboración de la panela, al agregar cal en frío, según estudios que realiza actualmente CIMPA, la acción de los floculantes vegetales mejora, y se obtienen jugos y panelas más limpias. Pero presenta el inconveniente de formar una cachaza menos densa e incrementar el tiempo de separación del jugo en la cachacera al tener éste una densidad más cercana a la de la cachaza. Por esta razón, solo se añade la suficiente cantidad de cal para neutralizar la acción de los ácidos orgánicos contenidos originalmente en los jugos, y mejorar el punto de panela. Los mejores resultados hasta el momento se han obtenido con pH cercanos a 5.8. Un exceso de cal es perjudicial pues cuando se encala a pH superiores a 6,0 se presenta un marcado oscurecimiento de la panela. El encalado se debe hacer en forma de lechada de cal, es decir una suspensión de cal apagada en agua o en el mismo jugo en concentraciones de 12-15 grados Baumé (100 a 150 gramos de cal por litro de agua). La calidad de la cal es un factor importante a tener en cuenta en el proceso de producción de panela pues si la cal no es grado alimenticio, su adición aporta impurezas al producto final. La calidad de la cal se realiza por análisis de laboratorio, siendo los más importantes, la determinación del porcentaje de CaO aprovechable, prueba de asentamiento, insolubles en ácido clorhídrico, humedad, porcentaje de azufre y de algunas otras impurezas.

MANEJO DE JUGOS Existen tres formas de flujo de jugos a través de la hornilla: paralelo, contracorriente y mixto, su utilización depende de un factor fundamental al momento de adaptar la tecnología, las costumbres regionales. En el flujo paralelo los gases circulan en la misma dirección que lo hacen los jugos. En ella la evaporación y concentración se realiza con velocidades de calentamiento bajas. En el flujo contracorriente los jugos y los gases circulan en dirección opuesta, se corre el riesgo de que se queme la panela por la ubicación de la paila punteadora. El flujo mixto es la combinación de los dos anteriores, en este estilo se debe emplear pailas pirotubulares o aleatiadas a fin de conseguir mayores velocidades de calentamiento en la clarificación y evaporación de los jugos.

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EVAPORACIÓN Es la etapa que sigue a la clarificación y donde el calor suministrado es aprovechado básicamente en el cambio de fase del agua (liquido a vapor) eliminándose cerca del 90% del agua presente, con lo cual se aumenta el contenido inicial de los sólidos solubles entre 16 y 21° Brix hasta el punto de miel o panela, en este punto se alcanza las mieles hasta una temperatura hasta 120° C en promedio. La raya, cocha, ceba o botija se divide en la paila en dos, tres o cuatro puntos de acuerdo a la capacidad de la hornilla, con el fin de facilitar el manejo de los jugos y la evaporación. El movimiento de jugos una vez dividida la raya depende de las costumbres de la zona. En esta etapa se realiza el proceso de encalado de los jugos ya sea en adición total inicial, fraccionada o final, así mismo como los agentes blanqueadores y antiespumantes. La producción de miel de caña es una buena alternativa para aquellas zonas agroecológicas de clima cálido donde las condiciones de altas temperaturas y humedad dificultan la formación de sacarosa y la obtención de panela de buena calidad, con buena textura y consistencia. Dentro de estas zonas se pueden considerar aptas para la producción de miel de caña las regiones de la Orinoquía, la Amazonía y la Costa Pacífica colombiana. Desde el punto de vista del mercado las mieles de caña producidas en pequeños y medianos trapiches tienen un gran potencial de expansión, especialmente para cubrir la creciente demanda de consumidores naturistas del país y del exterior, quienes están requiriendo productos naturales, de carácter biológico y de valor nutricional. En el ámbito del mercado interno, la miel producida en los trapiches de la zona Pacífica puede responder a nichos de consumo naturista, a través de cadenas de distribución de supermercados y tiendas de los centros urbanos del país, principalmente Bogotá, Cali, Medellín y otras ciudades del occidente colombiano. A nivel externo, principalmente en los mercados de Canadá, Estados Unidos y Europa, se puede promocionar su consumo como un alimento-edulcorante natural, de alto valor energético y con características biológicas y nutricionales. En este sentido, la miel de caña puede sustituir el consumo de mieles y jarabes elaborados a partir de otras especies vegetales, como el maíz y el maple, y el consumo de otros edulcorantes que requieren aditivos químicos en su elaboración industrial.

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La ventaja competitiva de las mieles producidas en el Pacífico radica en el carácter biológico que tiene el cultivo y el beneficio de la caña en esta región, sin la utilización de agentes de síntesis química como fertilizantes, herbicidas y/o aditivos para el procesamiento. Para aprovechar la potencialidad de la miel de caña del Pacífico es necesario mejorar la tecnología de cultivo y de proceso, de tal forma que se puedan obtener volúmenes de producción que aseguren una oferta permanente, con bajos costos de producción y cumpliendo con las características de calidad y homogeneidad requeridas por el mercado. En la actualidad CORPOICA dispone un paquete tecnológico para mejorar las condiciones de cultivo, procesamiento y uso de subproductos en alimentación animal, el cual fue desarrollado originalmente para las condiciones socioeconómicas y agroecológicas del sistema productivo de la caña panelera en la Hoya del río Suárez y se ha logrado hacer ajustes para otras zonas paneleras como el occidente de Cundinamarca y el departamento de Antioquia. El paquete tecnológico incluye:             

La selección y adaptación de variedades de caña a diferentes regiones. El mejoramiento de las prácticas agronómicas de siembra, fertilización y control integrado de plagas, enfermedades y malezas. La determinación de la madurez óptima para el corte. El manejo de socas. El incremento de los niveles de extracción de jugo. El mejoramiento de sistemas de prelimpieza y clarificación de jugos. La optimización de las operaciones de evaporación y concentración. El diseño de hornillas ecológicas, eficientes energéticamente para diferentes capacidades de producción. Recomendaciones para el mejoramiento de la calidad de la panela. El desarrollo de nuevas formas de presentación de la panela, entre ellas las mieles y las mieles invertidas. Prueba de alternativas de uso de la panela y las mieles en otros procesos Industriales. El aprovechamiento económico de los subproductos de cultivo y molienda en programas de alimentación animal. La transferencia de la tecnología a productores, trabajadores, proveedores de insumos y servicios y personal encargado de la asistencia técnica local.

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CONCENTRACIÓN Es la fase final del proceso, las mieles alcanzan temperaturas superiores a los 100°C, se realiza en la paila punteadora o concentradora, en esta etapa se emplea el agente antiespumante y antiadherente. Como se menciono anteriormente la inversión de la sacarosa es función de la temperatura, el pH y el tiempo de residencia de los jugos en la hornilla, a partir de 100°C la inversión se acelera notablemente. Por esta razón se requiere realizar esta etapa en el menor tiempo posible y con un pH cercano a 5.8. Cuando se trabaja panela, una buena velocidad de calentamiento, en el caso de panela, es aproximadamente de 1° C/min, pues permite una rápida concentración sin quemar el producto. Contrariamente cuando se trabaja, mieles se debe realizar la concentración final a baja velocidad de calentamiento menores de 0.7°C/ min, y pH menores de 5.8 con el propósito de obtener mayor porcentaje de reductores y evitar la cristalización.

PUNTO DE MIEL O PANELA Debe tenerse bastante precisión al obtener el "Punto" de ya que si se saca a muy alta temperatura se presentará una caramelización de los azúcares con su consecuente oscurecimiento. En caso contrario se dificultará la solidificación. Para la determinación del punto final se requiere de equipos de alta precisión y rapidez, por este motivo se emplea la temperatura de las mieles. El "Punto" para mieles se obtiene entre 100°C o 102°C que corresponde a un porcentaje de sólidos} solubles entre 66° Brix -70° Brix y para panela entre 118° C - 125° C, correspondientes a una concentración de sólidos solubles de 88° Brix a 94° Brix. El punto final del producto depende de la concentración final de sólidos solubles y la pureza del producto, la cual está determinada por la relación del porcentaje de sacarosa y el porcentaje de sólidos solubles para la panela, y en mieles se relaciona con el porcentaje de azucares reductores. Así una panela puede tener una consistencia blanda a pesar de tener un alto porcentaje de sólidos solubles si el porcentaje de sacarosa es bajo. En general las propiedades físicas valoradas son la viscosidad y adherencia de las mieles, que el operario evalúa a "ojo" mediante la velocidad de escurrimiento de estas sobre la falca de la paila o en el mismo remellón o cazo. Otra característica del punto de panela muy usada, es la formación de grandes burbujas o películas muy finas y transparentes denominadas "pañuelo".

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ADICIÓN DE GRASAS O CERAS Cumplen dos funciones en el proceso de elaboración de panela, la primera como antiespumante para evitar que los jugos durante la ebullición rebosen la altura de la falca de la paila, al formar una película en la superficie de los jugos. La segunda función es de antiadherente, en este caso su adición se hace en la paila concentradora o punteadora, en este caso se forma una película protectora sobre las paredes de la paila que evita la adición de la miel a las paredes y su consecuente caramelización y quemado. Se utiliza el aceite de higuerilla, el cebo animal, la cera de laurel y la manteca vegetal. Ofrece mejores resultados las grasas con puntos de fusión superiores a 125° C, ya que se evita el deterioro de estas grasas. El exceso de grasa le confiere un sabor desagradable y desmejora la calidad de la panela.

BLANQUEADORES Son sustancias decolorantes utilizadas para eliminar las coloraciones oscuras del jugo de la caña. En el proceso de elaboración de panela se adiciona el producto comercialmente conocido como clarol, de efectos tóxicos especialmente en la población infantil. Este aditivo que químicamente se denomina Hidrosulfito, Hiposulfito o Metabisulfito de sodio, está constituido por Azufre. Elemento que el organismo no está en capacidad de metabolizarlo o asimilarlo, sino que se va acumulando en el organismo, y cuando se llega al límite máximo permisible se presenta problemas de toxicidad, cuyos efectos se reflejan principalmente en el sistema respiratorio. Dichos límites han sido determinados por las máximas entidades en control de aditivos que son la F.D.A (Administración de drogas y alimentos), O.M.S (Organización mundial de la salud) y FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación) en 0,7 mg de dióxido de azufre (SO2) por kilogramo de peso corporal persona por día (8). Como la panela no es la única fuente de SO2 en la dieta resulta preocupante el consumo de este alimento cuando se han empleado altas dosis de clarol en su fabricación. Además del aspecto toxicólogo, el empleo de este compuesto como mejorador de color, no se justifica, dado que su acción no es permanente y se incrementan los costos de producción. Su efecto es fuertemente reductor pero susceptible a reoxidarse durante el almacenamiento por contacto con el aire produciendo con el tiempo coloraciones más oscuras y verdosas de poca aceptación en el mercado.

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Otra de las causas de las coloraciones oscuras de los jugos son causadas por deficiencias de fósforo en los mismos. Para elevar el nivel de fósforo durante el proceso de producción de panela se obtienen buenos resultados con Fosfato Monocálcico en dosis de 250 a 300 ppm y con ácido fosfórico de 50 - 100 ppm. Desde el punto de vista técnico los dos productos funcionan bien pero económicamente resulta más conveniente el ácido fosfórico por sus menores costos. Es importante realizar un buen encalamiento después de emplear cualquiera de estos productos, también se debe tener en cuenta el contenido inicial de fósforo y cal en los jugos pues su exceso repercute en un mal grano de panela. La panela posee un color sui generis muy propio de cada variedad de caña y que no se justifica modificar por medios artificiales que le hace perder su carácter de producto natural, teniendo en cuenta que se puede obtener un buen color de panela con una apropiada limpieza de los jugos.

COLORANTES Los productores de panela se ven obligados debido a las exigencias del consumidor, y la falta de conocimiento que tiene del producto tanto el uno como el otro al uso de colorantes que no solo incrementan los costos de producción sino que le quitan a la panela su carácter de producto natural. El jugo de la caña por naturaleza posee pigmentos que proporcionan coloraciones obscuras como son los compuestos polifenólicos (taninos, lacasa y sales ferrosas), las clorofilas verdes insolubles, la sacaretina amarilla y pequeñas cantidades de compuestos antocianínicos solubles. Pero cuando se tiene un buen manejo agroindustrial el color natural de la panela en sus diferentes variedades es agradable. Otra alternativa para homogenizar el color consiste en la mezcla de variedades. En la actualidad en algunas zonas del país se utiliza una anilina altamente tóxica denominada comercialmente "El Indio", o naranja L (sal disódica del ácido PSulfo Benceno Azo Beta Naftol). Sin embargo su uso ha disminuido significativamente con buen manejo de la limpieza de los jugos y las campañas de concientización sobre el no uso de estos colorantes.

BATIDO, MOLDEO Y EMPAQUE En esta etapa es importante tener en consideración que el producto obtenido durante el punteo está libre de contaminación microbiológica. Debemos aislar

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esta etapa totalmente de las anteriores y mantener el máximo de cuidado para no contaminar el producto y con ello disminuir su vida útil. Para esta etapa es importante contar con cuarto de moldeo, que impida el paso de la humedad propia del área de procesos y permita ejercer mejor control higiénico. El personal, equipos y utensilios deben estar limpios y libres de contaminación, en todo momento, al igual que el cuarto de batido y moldeo. Este debe estar libre de la presencia de insectos y animales. El agua donde se lavan los utensilios debe cambiarse mínimo cada cuatro horas y adicionársele cal para disminuir la fermentación causada por los residuos orgánicos. La panela no se debe empacar en caliente, ni colocarse para su enfriamiento o empaque en un sitio desaseado. El empaque no solo debe proteger el producto sino identificar la industria alimenticia que lo produce, el producto y propiedades nutricionales y hacerlo atractivo al consumidor. Cuando se trabaja con mieles es importante empacar el producto inmediatamente se puntea y reempacarlo posteriormente en empaques individuales si es el caso, actualmente Corpoica ha probando con buenos resultados, para la distribución al mayoreo canecas plásticas de polietileno de alta densidad con una llave para distribución al de tal, con un tamaño que facilita su transporte de 40 litros.

EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL GENERADO POR HORNILLAS PANELERAS SOBRE EL COMPONENTE ATMOSFERICO Al igual que las plantas de generación de energía, el principal problema ambiental ocasionado por el proceso de elaboración de panela es la emisión de gases de combustión, por lo cual sobre este aspecto se concentra el trabajo. La panela es uno de los productos de mayor importancia en la economía agrícola de la nación no solo por el área destinada al cultivo de la caña y la participación en el PIB agrícola, sino también por la importancia social traducida en la participación en el empleo rural generado y en la fuente de ingresos para más de 70.000 familias campesinas. Sin embargo no constituye un ejemplo de sistema sostenible ya que desde la misma ubicación del lote para el cultivo de caña hasta la obtención de la panela está afectando el equilibrio del sistema. Actividades como la tala de árboles para el establecimiento del cultivo, la preparación del terreno y la aplicación de agroquímicos y pesticidas para el manejo del cultivo, el uso de llantas y leña como combustibles sumada a la baja

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eficiencia de los procesos de combustión y transferencia de calor en la hornilla están generando cambios negativos en la calidad ambiental. Aunque no se tienen estudios preliminares sobre el impacto que esta agroindustria causa al medio ambiente, es evidente que los mayores efectos son recibidos por el componente atmosférico, razón por la cual este estudio se centrará en este componente, ya que realizar la evaluación de impacto ambiental de esta agroindustria requiere de altos recursos económicos y humanos. El proceso de elaboración de panela parte de la extracción de los jugos de la caña, los cuales son llevados a la hornilla o set de concentración donde se retira más del 95% del agua contenida en los jugos. Este set o sistema está compuesto por dos secciones, la de generación de energía y la de transferencia de calor. La sección de generación de energía está conformada por la cámara de combustión donde se lleva a cabo la quema del combustible con la respectiva liberación de energía. La sección de transmisión de energía está compuesta por el ducto, las pailas y la chimenea. El ducto transporta los gases de combustión hasta las pailas, transfiriendo la energía de los gases a los jugos contenidos en estas pailas. Esta energía es utilizada en las operaciones de clarificación y limpieza, evaporación del agua y concentración de los azúcares hasta obtener el punto de miel. En este estado las mieles son retiradas de las pailas y pasadas a bateas donde la miel es enfriada, batida y moldeada para dar origen a la panela. La chimenea se encarga de promover el movimiento de los gases a través de la hornilla, incidiendo en la eficiencia de los procesos de transferencia de calor y por su puesto de expulsarlos al ambiente. TABLA 3. EFECTOS DE LA MOLIENDA EN EL COMPONENTE AMBIENTAL CO2 CO

NOx SOx Partículas

Vapor Energía Cenizas Residuos de agua

leña

x

x

x

x

x

x

x

x

caucho

x

x

x

x

x

x

x

x

bagazo

x

x

x

x

x

x

x

x

Suministro de

Combustión

Limpieza y clarificación de los jugos Calentamiento de los jugos Adición de floculantes Evaporación y concentración

x x x

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En la tabla 3 se presentan las actividades realizadas en la hornilla durante la elaboración de la panela con sus respectivos efectos sobre el componente ambiental. PREDICCIÓN Y VALORACIÓN DE LOS IMPACTOS. Los productos de la combustión son ampliamente conocidos y están compuestos básicamente por dióxido de carbono, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre y material particulado, dependiendo del combustible y de las condiciones de la combustión. En la sección de transmisión de calor las emisiones están conformadas por vapor de agua, corriente con un alto contenido de energía. El grado de afectación ocasionado al ambiente, no es medido en términos absolutos, sino que es valorado de acuerdo con las normas, reglamentaciones y disposiciones legales existentes o en su ausencia son referidas a las condiciones iniciales del área de influencia del proyecto. Para el caso de control de la calidad del aire deben tenerse en cuenta las normas de emisión y de inmisión según el decreto 02 de 1982 del ministerio del Medio Ambiente sobre emisiones atmosféricas. Dado que no se cuenta con mayores alternativas se trata de ajustar algunos elementos de este decreto para aplicarlo a la agroindustria panelera. Sin embargo aún quedan muchos vacíos que deben ser cubiertos por el ajuste de normas internacionales.

DECRETO 02 DE 1982 DEL MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE Y LA AGROINDUSTRIA PANELERA. De acuerdo con este decreto las hornillas pueden catalogarse como fuentes fijas artificiales de contaminación del aire en zona rural ya que el punto de descarga está ubicado en su mayoría a más de tres (3) kilómetros del perímetro urbano de poblaciones que son cabecera municipal, tienen más de 2.000 habitantes o están por fuera del perímetro urbano en poblaciones con menos de 2.000 habitantes o que no son cabeceras municipales. Las normas establecidas en el decreto están dadas para una altura de descarga, altitud y cantidad de energía generada por hora, así que si estas condiciones de referencia difieren de las del sistema evaluado es necesario aplicar los factores de corrección correspondientes.

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La norma de emisión referente a material particulado, proveniente de calderas a base de carbón, es la norma colombiana más cercana que puede aplicarse a la agroindustria panelera. Para las emisiones de CO y los óxidos de azufre y nitrógeno, se tomará el de la norma americana para plantas de energía eléctrica alimentadas con carbón. En la norma americana la emisión de contaminantes que pueden ser emitidas al ambiente, están en función del consumo calorífico, en kilogramos de contaminante por millón de unidades de energía, como se presenta aquí: Máximo 0.054 kg/106 kcal de material particulado o el 1% de los sólidos de ceniza contenidos en el combustible, cualquiera de los dos que sea menor. Máximo 2,16 kg /106 kcal de bióxido de azufre o más del 30% del SO 2 que se formaría si todo el azufre que se encuentra en el combustible se convirtiera en SO2, cualquiera de los dos que sea menor. Máximo 1,08 /106 kcal de bióxido de nitrógeno, para la mayor parte de los carbones, o bien 0,9 kg/ 106 kcal, para el carbón subbituminoso. Para poder comparar el nivel de emisiones de estas plantas con la producida durante el proceso de elaboración de panela, es necesario unificar las unidades utilizadas, expresando los resultados en masa de contaminante/ energía generada. En el caso de la panela la energía liberada está en función de diferentes factores tales como tipo de combustible, características físicas del mismo y consumo /h. A manera de ejemplo se calculará la cantidad de energía liberada por una hornilla autosuficiente (todo el combustible utilizado es bagazo), tomando condiciones promedio de operación tales como producción promedio de panela de 90 kg / h, consumos de bagazo de 2 kg de bagazo / kg de panela y contenidos de humedad del bagazo de 35%. Bajo estas condiciones, la cantidad de energía generada por hora está dada por: Q = r * p * (17.850 – 20,35 * hb)/ (4,187 * 106 ) Donde: Q: es la cantidad de energía emitida por hora. Millón Kcal / h r: es la relación de bagazo a panela. Kg bagazo/kg panela p: es la panela producida por hora. Kg panela / h hb: es el contenido de humedad del bagazo kg humedad *100% / kg bagazo húmedo. Q = 0,77 millones de kcal /h.

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En caso de utilizar otro combustible, se debe cambiar en la ecuación el poder calorífico del combustible, que para el caso del bagazo es de 17850kj/kg, además de contar con información sobre la relación de combustible a panela. Tabla 4. Límites máximos permisibles para el caso de material particulado que puede ser emitido a la atmósfera, los de acuerdo a la cantidad de energía consumida y a la altura de la descarga. Tabla 4. Consumo de 6 calor 10 kcal /

Zona rural

10 o menos 25 h 50 75 100 200 300 400 500 750 1000 1500 o más

3.00 2.24 1.79 1.57 1.43 1.15 1.01 0.92 0.86 0.75 0.68 0.6

Zona urbana 2.00 1.45 1.14 0.99 0.90 0.71 0.61 0.55 0.51 0.45 0.4 0.35

Altura de descarga, m 15 20 25 30 40 45 50 55 60 100 115 120

Fuente: decreto 02 del 82

De acuerdo con La agroindustria panelera se encuentra ubicadalaa una franja altitudinal entre los 700 –2000 msnm., lo cual conllevacantidad a un factorde de modificación k, entre 0,958 – energía 0,878, de acuerdo con la tabla que parece a continuación ( Tabla 5), tomada del generada para decreto 02 del 82. Se decidió tomar K=0,878 correspondiente a una altitud de estas 2000 m.s.n.m. ya que así se obtienen niveles de emisión permitido más drásticos, incrementando el grado condiciones de protección del componente atmosférico. promedio, la cual fue de TABLA 5. 0,77 Altura sobre el Factor de millones de kcal/h, la nivel del mar, m modificación K cantidad de 500 0.969 material 750 0.954 particulado 1.000 0.939 permisible es 1.250 0.923 inferior a 3 kg. 1.500 0.908 Sin embargo 1.750 0.893 puede ser aún 2.000 0.878 más baja ya 2.250 0.862 que este valor 2.500 0.847 debe ser corregido La norma de emisión será: tanto por la altura de descarga, en caso de que sea inferior a los 15 m, como por la

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TABLA 6.

Contaminante

Emisión permitida Kg/106 kcal

Partículas Monóxido de carbono Oxidos de azufre Oxidos de nitrógeno

3500 ppm 2,16 1,08

Emisión corregida por altitud Kg/106 kcal 2.634 439 1.90 0.948

Con respecto al CO2 no se tienen normas para controlar su emisión, al parecer porque una combustión completa, altamente eficiente, debe mostrar una conversión del 100% del carbono a CO2; esto implica la mayor cantidad de energía posible generada y presencia nula de CO, que al parecer es un gas más perjudicial para el ambiente que el CO2. Una vez establecidos los límites permitidos para cada uno de los componentes de los gases de combustión, se calculará el volumen y concentración de los gases emitidos por esta agroindustria para determinar su estado actual frente al posible establecimiento de la norma ambiental.

CÁLCULO DE LAS EMISIONES CONTAMINANTES POR LA HORNILLA. Para determinar la cantidad y composición de los gases de combustión emitidos a la atmósfera se utilizan métodos matemáticos en los cuales se han establecido factores de emisión para cada uno de los componentes de los gases. Estos factores de emisión son particulares a cada industria o equipo y son obtenidos a través de ecuaciones teóricas, evaluaciones y seguimiento en planta por largos períodos de tiempo y bajo diferentes condiciones de operación. Para el caso de las hornillas no se tienen aún los factores de emisión, ni mayor información sobre el volumen y concentración de los gases arrojados a la atmósfera. Por lo tanto se trabajará con información generada por Corpoica, a través de pruebas en campo realizadas en diversas hornillas, que han permitido hacer una estimación del volumen y composición de los gases emitidos al ambiente. En la tabla 7. se presenta la información global de esta agroindustria, que se tomará como base para el cálculo de las emisiones de gases en términos de millón de kcal generadas, para poder compararla con las respectivas normas.

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TABLA 7. Parámetros Ambientales en la Producción de Panela

Producción Nacional Panela, t/año Área Cosechada Caña, ha/Año Trapiches, # Caña molida, t/Año Cachaza producida, t/Año Bagazo producido, t/Año Agua evaporada Jugo, t/Año Agua evaporada Bagazo, t/Año

1’275.000 201.028 20.000 12’116.295 363.489 5’331.170 5’146.636 2’985.455

Consumo leña, t/Año

550.800

Consumo llantas, t/Año

13.000

Emisión de Co

683.400

Emisión de Co2

3’031.950

Descarga Térmica, Kw

1.274E+10

De acuerdo con esta tabla el volumen de monóxido y dióxido emitido a la atmósfera por millón de kcal generado será de: Base de cálculo: un año. Bagazo producido: 5’331.170 t con una humedad promedio del 50% Bagazo consumido por la hornilla: 4’100.900 t con una humedad promedio del 35%. Poder calorífico del bagazo con 35% de humedad: 17.850 MJ– 20,35 * hb)/ (4,187 * 106 ) 2562 kcal/kg de bagazo Energía producida: 4.100’900.000 kg * 2562 kcal/kg 10506505 millones de Kcal Monóxido de carbono emitido / millón de kcal: 683.400.000 kg de CO / 10506505 millones de Kcal 65,04 kg de CO / millón de Kcal Dióxido emitido / millón de Kcal 3.031’950.000kg de CO2 / 10506505 millones de Kcal

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288,58 kg de CO2 / millón de Kcal Ahora en términos de producción por hora Monóxido de carbono, CO: 65,04 kg / 0,74 millones de kcal / h 48,13 kg / h Dióxido de carbono, CO2 288,58 / 0,74 millones de kcal / h 213 kg / h Para expresar estas emisiones en unidades de concentración, es necesario tomar condiciones promedio de operación, con respecto a exceso de aire, para establecer el volumen promedio de gas que se produce por kg de bagazo alimentado. Tomando un exceso de aire del 80% para la cual se puede esperar una producción de monóxido y de dióxido como la encontrada, se tendría una producción de gas de combustión de 28 kg por cada kg de bagazo quemado. De acuerdo con esta información dióxido respectivamente será de:

la

concentración

de

monóxido

y

Gas de combustión producido: 28 kg de gas/ kg de bagazo *289,47kg de bagazo / h 8.105,3 kg de gas / h Concentración de CO: 48,13 kg CO /8.105,3 kg gas 5938 ppm Concentración de CO2 213 kg CO2 / h /8.105,3 kg gas 2,63% El tamaño de estas agroindustrias genera volúmenes de gases contaminantes relativamente pequeños, comparados con otras industrias, sin embargo estos pequeños volúmenes de gases pueden estar transportando gases tóxicos en altas concentraciones, como es el caso del monóxido de carbono que está por encima de los límites permisibles. La producción de gases de combustión fue calculada por unidad de

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energía generada, sin embargo es recomendable hacer esta estimación del contaminante generado por unidad de masa de producto obtenido. Esto facilita la comparación entre diferentes sistemas de producción de panela, determinando cual presenta mayores ventajas desde el punto de vista ambiental. Además la emisión de contaminante por unidad de panela producida, es un indicador más confiable del impacto que puede estar causando esta agroindustria, ya que contempla no solamente la eficiencia del proceso de combustión, sino también la de transferencia de calor. Una vez determinados los volúmenes y concentración de los contaminantes arrojados a la atmósfera puede pasarse a establecer los posibles efectos sobre el entorno.

VALORACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL En emisiones gaseosas no se tiene una legislación que permita cualificar el nivel de impacto de estas emisiones. En el decreto 02 del 82 aparece una norma para emisión de material particulado para calderas a base de carbón y otros combustibles tanto líquidos como sólidos. En cuanto a emisiones de óxidos de azufre y de nitrógeno están específicas para la industria de ácido sulfúrico y nítrico respectivamente. Las emisiones de CO2 no están reglamentadas y las de monóxido no están contempladas en esta norma. Las normas de emisión contemplan los óxidos de azufre, de nitrógeno, el material particulado y el monóxido de carbono, de tal manera que pueden utilizarse como referencia para establecer el nivel de alteración que está causando al ambiente. Por su puesto estas normas no son aplicadas en lugares poco poblados sino en las ciudades o cabeceras municipales. A continuación se presenta uno de los métodos más sencillos y que ofrecen un buen grado de confiabilidad. Q y2 H2 C = ----------------------- * [Exp ---------] * Exp ---------] 3,1416*u*zy 2 2 2z2

Donde:

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C: es la concentración a nivel del suelo de gas o partícula con tamaño < 20 m , a una distancia x en metros, con viento a favor desde la fuente, en g /m3 y a una distancia y en metros, con viento de costado (a 90° de la dirección del viento) desde la fuente eng /m3. Q: tasa de emisión de gas o partícula con tamaño < 20 de fuentes puntuales elevadas, g/s.

m , procedentes

z

: Coeficiente de dispersión vertical que representa la cantidad de penacho difundido en dirección vertical a una distancia x con viento a favor desde la fuente, y bajo una condición de estabilidad atmosférica dada, m.

y : Coeficiente de dispersión horizontal que representa la cantidad de penacho difundido con viento de costado en dirección horizontal a una distancia x con viento a favor desde la fuente, y bajo una condición de estabilidad atmosférica dada, m. u: Velocidad media del viento, m/s H: Altura efectiva de la chimenea (altura física real más cualquier elevación del penacho cuando sale de la chimenea, m. La norma es una excelente herramienta para cualificar un impacto, ya que facilita la comparación objetiva de la alteración, sin embargo hay algunos efectos que no son cuantificables, así que para disminuir el grado de subjetividad es importante contar con parámetros que ayuden a establecer su verdadera magnitud. A continuación se presentan algunos parámetros de evaluación que pueden ayudar a tomar las decisiones más apropiadas. Tipo de impacto Extensión Periodicidad Recuperabilidad Acumulación Momento

Intensidad Persistencia Reversibilidad Mitigabilidad Efecto Sinergia

Una vez identificados y valorados los impactos se puede establecer el plan de manejo ambiental más adecuado para mitigar o controlar estos efectos.

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Para hacer evaluaciones de impacto puntuales, es decir, ya sean hornillas individuales o hornillas localizadas en una región, el procedimiento similar, tan solo se debe incorporar la metodología de la toma de muestras los gases de combustión que aparece en el decreto 02 del 82 con lo cual obtiene la información relacionada con el volumen y concentración promedio los gases emitidos a la atmósfera.

de es de se de

Por su puesto, es necesario complementar esta información con un seguimiento detallado de la hornilla, consumo de combustible/h, condiciones de suministro, producción de panela por hora, características y condiciones de operación de la hornilla (exceso de aire suministrado, el tipo de cámara de combustión, la capacidad de la parrilla, el tipo y distribución de pailas en la hornilla, altura de la chimenea, entre otros factores). Con la evaluación de las hornillas se busca establecer la relación entre las diferentes variables que intervienen en el proceso de elaboración de panela y la eficiencia global de la misma, es decir que combine la eficiencia de combustión y la de transferencia de calor. Con esta información se obtienen un panorama más claro y cercano a los efectos ambientales que esta agroindustria este generando sobre el ambiente. Además provee de elementos suficientes para establecer los factores de emisión, herramienta básica en los procesos de evaluación de impacto y en la formulación de la norma. De otra parte, en estas evaluaciones es importante expresar la carga contaminante en unidades de volumen de contaminante por volumen de panela producida, lo cual facilita la comparación entre sistemas y permite una concepción más directa del impacto ambiental ya que puede analizarse como una relación costo / beneficio. La evaluación del impacto ambiental de la agroindustria de la panela exige de un trabajo a fondo, ya que no se cuenta con mayor información al respecto. Es necesario comenzar desde la misma caracterización de la hornilla, en la que se determine la influencia de cada una de las variables de operación sobre la eficiencia del sistema. El tipo de combustible, las condiciones de suministro del bagazo, el exceso de aire, el tipo de cámara de combustión, el tipo de pailas y su distribución en el ducto, la altura de la chimenea es información básica para establecer los factores de emisión que facilitaran la posterior evaluación de las hornillas. Esta información también es importante para establecer la norma, ya que esta

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debe basarse en el estudio de las condiciones actuales de estos sistemas, para que no sea fijada arbitrariamente y los valores establecidos sean factibles de cumplir. Aunque el conocimiento de los efectos de estos gases sobre los componentes del ambiente es ampliamente conocido, sería recomendable hacer una presentación y valoración de estos efectos. De acuerdo con esta valoración global que se hizo sobre el impacto ambiental ocasionado por la emisión de gases de combustión, se puede observar que dado el tamaño de estas agroindustrias su participación en la generación de contaminantes es baja si se compara con otras industrias, tanto por el volumen como por el tipo de combustible consumido. En el caso de las hornillas autosuficientes que solo consumen bagazo, la emisión de óxidos de nitrógeno y azufre al ambiente es mínima. En los casos en los que se utilizan otros combustibles tales como el caucho y la leña, estas cantidades pueden ser significativas. En el caso del bagazo el principal problema está dado por la generación de monóxido, cuya concentración en el momento de la emisión está por encima de la permitida. Esto señala al aumento de la eficiencia de combustión como uno de los aspectos prioritarios en la formulación de plan de manejo ambiental.

SISTEMAS ALTERNATIVOS DE CALENTAMIENTO El uso de hornillas es el más simple de los procesos para producir panela, pudiéndose encontrar otros tipos con diferente grado de desarrollo tecnológico . En procesos más tecnificados la cámara de combustión se ha reemplazado por una caldera para producir vapor, que se utiliza en la zona de evaporación por medio de intercambiadores de calor sumergidos en las pailas. Este tipo de proceso industrial permite tener niveles de producción mucho más altos, y obtener un producto más homogéneo y de mejor calidad, dado el aumento del control de las variables productivas. Adicionalmente al usar calderas, se tiene un mayor control de la combustión y se elimina el uso de bagaceras, ya que el bagazo húmedo se quema directamente. La caldera es un tipo de intercambiador de calor piro-acuatubular. El alimento de la caldera es bagazo que se alimenta a una primera parrilla en donde se alimenta el bagazo húmedo, donde se seca y luego cae a una segunda parrilla donde se termina la combustión. Para obtener el mejor rendimiento de la

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caldera y minimizar problemas de contaminación y partículas en los gases de chimenea, la humedad del bagazo se deberá mantener en valores inferiores al 32%. El sistema vapor-condensados es un circuito cerrado y no necesita de adicionarle sino el agua nueva cuando se utilice vapor vivo para la desinfección y aseo de los equipos, instalaciones y utensilios para producir la panela. Este sistema funciona de la siguiente forma: El agua es almacenada en un tanque cerrado y es bombeada al sistema de intercambiadores de calor en la caldera. La caldera está compuesta básicamente por dos elementos: Una parte acuatubular (hogar) y una parte pirotubular (recuperador de calor o pirotubo) .El hogar se encuentra interconectado con la parte pirotubular por el lado del agua y por el lado del vapor garantizándose que estos trabajen como un solo elemento a la misma presión y condición. La combustión se realiza en el hogar en forma controlada con aire. El aire es suministrado al hogar por dos ventiladores centrífugos (aire primario y aire secundario ) y los gases de combustión son extraídos de la caldera por un ventilador de tiro inducido. La presión máxima de trabajo en la caldera está alrededor de 150 psi (10.35 bar) o aproximadamente 10 atmósferas, con una temperatura del vapor alrededor de 170º Centígrados. A estas presiones el agua ebulle a temperaturas por encima de los 150 grados y los vapores salen a estas temperaturas, al salir de la caldera. Los vapores son llevados por tuberías aisladas y distribuidos a los diferentes intercambiadores sumergidos en cada paila. El control de la entrega de energía a los jugos, y por tanto la temperatura de trabajo en cada paila, se regula por la cantidad de vapor que se permita que fluya por cada uno de los intercambiadores. El vapor entrega la energía de condensación a los jugos y se condensa, formándose permite tener niveles de producción mucho más altos, y obtener un producto más homogéneo y de mejor calidad, dado el aumento del control de las variables productivas. Adicionalmente al usar calderas, se tiene un mayor control de la combustión y se elimina el uso de bagaceras, ya que el bagazo húmedo se quema directamente. La caldera es un tipo de intercambiador de calor piro-acuatubular. El alimento de la caldera es bagazo que se alimenta a una primera parrilla en donde se alimenta el bagazo húmedo, donde se seca y luego cae a una segunda parrilla

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donde se termina la combustión. Para obtener el mejor rendimiento de la caldera y minimizar problemas de contaminación y partículas en los gases de chimenea, la humedad del bagazo se deberá mantener en valores inferiores al 32%. El sistema vapor-condensados es un circuito cerrado y no necesita de adicionarle sino el agua nueva cuando se utilice vapor vivo para la desinfección y aseo de los equipos, instalaciones y utensilios para producir la panela. Este sistema funciona de la siguiente forma: El agua es almacenada en un tanque cerrado y es bombeada al sistema de intercambiadores de calor en la caldera. La caldera está compuesta básicamente por dos elementos: Una parte acuatubular (hogar) y una parte pirotubular (recuperador de calor o pirotubo). El hogar se encuentra interconectado con la parte pirotubular por el lado del agua y por el lado del vapor garantizándose que estos trabajen como un solo elemento a la misma presión y condición. La combustión se realiza en el hogar en forma controlada con aire. El aire es suministrado al hogar por dos ventiladores centrífugos (aire primario y aire secundario ) y los gases de combustión son extraídos de la caldera por un ventilador de tiro inducido. La presión máxima de trabajo en la caldera está alrededor de 150 psi (10.35 bar) o aproximadamente 10 atmósferas, con una temperatura del vapor alrededor de 170º Centígrados. A estas presiones el agua bulle a temperaturas por encima de los 150 grados y los vapores salen a estas temperaturas, al salir de la caldera. Los vapores son llevados por tuberías aisladas y distribuidos a los diferentes intercambiadores sumergidos en cada paila. El control de la entrega de energía a los jugos, y por tanto la temperatura de trabajo en cada paila, se regula por la cantidad de vapor que se permita que fluya por cada uno de los intercambiadores. El vapor entrega la energía de condensación a los jugos y se condensa, formándose. Nuevamente el agua en estado líquido., la cual pasa através de una válvula de descompresión y es regresada al tanque donde se recircula nuevamente al proceso. Para mejor comprensión se adjuntan a continuación los diseños y diagramas de calderas y sistemas a vapor montados en la industria panelera.

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DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO Y DE MASA LOS PROCESOS PRODUCTIVOS

EN

El grado de desarrollo tecnológico y el estado de la infraestructura influyen directamente sobre la eficiencia energética del proceso y se pueden lograr mejoras considerables en el uso de la energía por medio de modificaciones sencillas y sobre todo mediante un buen diseño térmico de los sistemas. En trabajos donde se han realizado mediciones energéticas en hornillas paneleras sin ninguna modificación tecnológica se encuentran los siguientes resultados: la eficiencia térmica de las hornillas oscila entre el 15 y 30%, las pérdidas por chimenea son del 70 al 90%, la temperatura de salida de los gases de combustión está entre 450 y 700 °C, los porcentajes de exceso de aire son menores del 20% o mayores del 100%. (ICA Y Federación de Cafeteros (FEDECAFE), 1986). En evaluaciones realizadas una década después, se encuentran los siguientes resultados: las pérdidas por chimenea son del 30%, la temperatura de salida de los gases de combustión son cercanas a 700°C, la formación de CO alcanza un valor promedio de 10%, las pérdidas por las paredes son del 7%, y una eficiencia térmica promedio del 20 al 25% (CORPOICA, 1996)1.

MODELO PARA EL DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO DE LOS TRAPICHES Para evaluar y comparar el funcionamiento energético de los trapiches es necesario realizar los balances de masa y energía en los procesos productivos (Jones y Dugan, 1997)3.

BALANCE DE MASA. En el balance másico de la combustión se considera que entran bagazo húmedo y aire a la cámara de combustión y salen gases de combustión y residuos. En el proceso productivo se considera que entra jugo de caña clarificado y salen vapor de agua, panela y cachaza.

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.B. Jones y R.E. Dugan (1997) Ingerniería Termodinámica. (Prentice Hall).

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mbs mab

mgs mat Combustión

mas maa

mr Proceso

mjc

mae mch mp

Figura 2. Flujos másicos a través del sistema, durante la producción de panelaSubíndices a : Agua aa : Agua en el aire ab : Agua en el bagazo ae : Agua evaporada as : Aire seco at : Agua en los gases de combustión bar : Barométrica bh : Bagazo húmedo bs : Bagazo seco ca : Caña de azúcar ch : Cachaza f : Agua líquida saturada fg : Relativo a la evaporación jc : Jugo clarificado g : Vapor de agua saturado gen : Generado en la combustión gs : Gases secos de combustión p : Panela r : Residuos v : Vapor de agua en el aire La ecuación de conservación de masa en el proceso de combustión será: mbs + mab + mas + maa = mgs + mat + mr En esta expresión los flujos másicos de izquierda a derecha corresponden a bagazo seco, agua en el bagazo, aire seco, agua en el aire, gases de combustión secos, agua en los gases y residuos.

BALANCE DE ENERGÍA.

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Aplicando la primera ley de la termodinámica en estado estacionario se puede plantear una ecuación de balance de energía de la siguiente manera: E1

E3 E4 Sistema

E2 E5 E6 Figura 3. Flujos energéticos a través del sistema, en la producción de panela.

E1+ E2 = E3 + E4+ E4 + E6 E1: E2: E3: E4: E5: E6:

Energía del bagazo Energía en el aire Energía de los gases de chimenea Energía de los residuos Energía aprovechada en el proceso Perdidas de energía a través de las paredes.

El flujo de energía que acompaña al bagazo se calcula como (Chejne, 2000): E1 = mbs x PCL + mab x hf Donde PCI es el poder calorífico inferior del bagazo seco y hf es la entalpía del agua que entra con el bagazo, que se aproxima como la de líquido saturado a temperatura ambiente.

INDICADORES DE LOS PROCESOS INDICADOR DE RENDIMIENTO EN EL CULTIVO: Se define como el coeficiente entre la panela producida y la caña procesada. mp I1= Mca INDICE DE AUTOABASTECIMIENTO ENERGÉTICO: Da cuenta del bagazo sobrante o faltante en los trapiches. I2=

mbs producido - mbs consumido mbs producido

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EFICIENCIA ENERGÉTICA: Se define como el cociente entre la energía aprovechada y la energía del combustible. Eae +Ech + Ep = mbs x PCL + mas x hf INDICE DEL PORCENTAJE DE ENERGÍA PERDIDA: Se define como la energía perdida en los gases por la energía entregada al sistema. 13 =

E gases E suministrada

INDICE DE PERDIDAS POR PAREDES Y CENIZAS 14 =

E perdidas E suministrada

La energía de perdidas la componen la energía perdida por las paredes y la energía de las cenizas, siendo el aporte de las cenizas despreciable . RENDIMIENTO GLOBAL DEL TRAPICHE: Se entiende como el coeficiente entre el bagazo seco consumido y la panela producida. 15 =

Mbs consumo mp

Este valor depende del éxito en la extracción de los jugos , en el secado de los bagazos, en el proceso de combustión, y en el aprovechamiento de la energía en el proceso productivo. Entre más bajo sea este índice, mejor será el rendimiento global del trapiche. ORGANIZACIÓN DE LOS EQUIPOS EN LA MOLIENDA O TRAPICHE INSTALACIONES FÍSICAS DISTRIBUCIÓN DE LA PLANTA La distribución de la planta está demarcada por el proceso mismo para producir la panela. Este proceso a grandes rasgos es el siguiente; recepción de la caña, molienda, recolección de bagazo, limpieza de jugos, paso de los

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jugos a la hornilla y posterior evaporación del agua, moldeo del dulce, traslado de la panela a mesas de empaque, empaque, traslado a bodega, transporte y venta. Cada sitio del flujo o proceso debe estar claramente separado, tanto desde el punto de vista físico como desde el sanitario. Una distribución donde haya choque entre distintas funciones pondrá en riesgo las personas, el producto, el proceso y las instalaciones mismas, ya que se aumentarán los factores que producen accidentes. Por tanto, una planta coherentemente distribuida, debe presentar los puntos que se desarrollan a continuación: LOS PATIOS DE MANIOBRA En esta zona, el espacio dispuesto debe ser el necesario y suficiente, de manera que permita la movilización de los vehículos, que llegan con la caña. La disposición debe permitir el acomodo para proveer una descarga fácil y con un flujo directo a la zona de molienda. La construcción de dichos patios, será de materiales que no permitan, ni barréales ni polvazales. Si los patios se mantienen sucios estos se van a reflejar en el producto final, pues estas suciedades irán pasando de alguna manera a los jugos y/o a las mieles. Una vez que entran al jugo, estos contaminantes se deben tratar de retirar, y en muchas ocasiones cuando se logra retirar, esos lodos, ya los jugos se han manchado; se obtiene al final un producto oscuro y/o con materia extraña, tal como arenas, lodos, etc.

ZONA DE RECEPCIÓN DE LA CAÑA, MOLIENDA, PRELIMPIADORES Y TANQUE DE PASO. Esta zona se separará de las otras zonas mediante paredes de concreto, y con desniveles. El área de recepción de la caña es la zona más alta de la planta; por ello se debe evitar la presencia de materiales extraños en la zona de jugos, tales como bagazo, bagacillo, aceites, polvo, lodos, hollín, y cualquier otro contaminante etc. El lugar donde se deposita la caña, previo a la molienda, debe tener pisos de concreto, o material impermeable, con desnivel mínimo del 2 %, hacia afuera. Es recomendable que esté bajo techo, siempre que sea posible, ya que la exposición a la luz del sol desmejora la calidad de la caña, y como consecuencia la del producto final. El molino y su motor, se ubicarán adelante de la zona de recepción de la caña, las bases donde se asienten serán de concreto junto con los pisos a su alrededor. El espacio donde se ubique el motor debe instalarse de manera que no implique riesgo alguno para las personas que allí trabajen, así como para el producto y/o las instalaciones; en otras palabras se debe ajustar a

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las normas vigentes de seguridad. Si el motor es de diesel o similar, deberá preverse alrededor de sus pedestales, un caño que pueda recoger posibles derrames de aceite o diesel, evitando de esta manera que pasen al resto de la planta. Alrededor del motor no debe acumularse ningún tipo de material, y mucho menos bagazo. Se debe disponer un espacio adecuado para poder recoger el bagazo recién salido de la molienda, deber ser estrictamente el mínimo posible, para evitar que sea usado como bagacera. Los prelimpiadores y el tanque de paso, estos elementos son claves en el proceso de limpieza de jugos. Permiten retirar el bagacillo, y gran parte de los lodos y arenas presentes en el jugo recién extraído, obteniendo el producto claro según el tipo de caña. Con los prelimpiadores se trata de eliminar el uso de los sulfitos y/u otros clarificadores químicos en la panela. Esto redunda: en una economía para producción, una mejor calidad de la panela y lo más importante elimina la posibilidad de enfermar al consumidor por dicho motivo. Los prelimpiadores serán de un material impermeable no poroso, y con capacidad de soportar la corrosión que producen los jugos. Usualmente se construyen de bloques de concreto, ladrillo, o bien en concreto armado. Este tipo de prelimpiadores se enchapan en azulejo, en todo su interior, así como en sus bordes. Otros materiales que se utilizan para hacer los prelimpiadores es el acero inoxidable. Todo lo anterior aplicará para el tanque de almacenamiento. El tanque estará diseñado en función al tamaño justo para acumular una tarea. Para lograrlo la producción del molino debe estar equilibrada con la velocidad de producción de la hornilla. Usualmente se requieren al menos dos prelimpiadores. El primario se puede colocar a la par del molino, justamente a la salida de los jugos. La ventaja de esa disposición, es que el operador que introduce la caña puede estar observando su funcionamiento, por tanto cuando el prelimpiador primario acumula mucho bagacillo, él mismo lo puede retirar. Del prelimpiador primario se pasa al secundario por medio de tuberías, cuyo diámetro mínimo es de 38 milímetros, todo paso se hará por gravedad. En el fondo del prelimpiador se construirá una salida de 38 mm de diámetro, se colocará una llave de paso, para controlar la salida de material. El objeto de esta salida es para poder evacuar el prelimpiador al final de la jornada.

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El segundo prelimpiador se construye usualmente, a un costado del tanque de almacenamiento temporal. Ambas piezas es recomendable construirlas separadas del primer prelimpiador y del molino. De esa forma los jugos no se llenan de bagacillo ni espumas que puedan saltar de los molinos y primer prelimpiador. El tanque de almacenamiento ayuda también a la prelimpieza, ya que durante el tiempo que dura el jugo retenido se produce una sedimentación de material fino aún suspendido. Dado este proceso físico, en la salida de dicho tanque se construirá una depresión o cajita que retenga dichos lodos. Ambos prelimpiadores serán con fondo en cuña, y llevarán tabletas retenedoras. El tanque tendrá una pendiente mínima del 2 % hacia la salida desde cualquier dirección. (Todos los pisos de esta zona serán de concreto.)

ZONA DE ALMACENAMIENTO Y SECADO DEL BAGAZO, ALIMENTACIÓN DE BAGAZO A LA CÁMARA DE LA HORNILLA El bagazo que resulta de la extracción se emplea en las plantas de panela como combustibles para producir la energía que usa la hornilla. Según el tipo de cámara que se use en la hornilla y el estado del molino, el bagazo se debe secar o bien puede usarse recién salido del molino. De todos modos siempre se ocupará almacenar bagazo. En la mayoría de los trapiches el bagazo se almacena en un espacio que forma parte de la misma estructura del resto de la planta. Sin embargo, esta práctica encierra un gran riesgo para la seguridad del personal y del edificio, ya que al ser el bagazo una materia combustible, un descuido podría generar un incendio que acabe con todo. De este tipo de accidente se registran casos. Por tanto, esta estructura debe estar separada del resto de la planta. La estructura para el almacenamiento del bagazo será abierta, de manera que permita la circulación de aire. Su tamaño va a estar determinado por la magnitud de la producción. Se debe evitar la entrada de agua en invierno a la bagacera. Se puede lograr construyendo caños a su alrededor. Es recomendable que la altura mínima de esta estructura sea de tres metros en los extremos. En los casos que la bagacera forme parte de la estructura general de la planta, debe estar físicamente desconectada de la zona de manejo de jugos, esto se logrará construyendo paredes preferiblemente de

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mampostería, sea ladrillo, o bloques de concreto. También puede construirse con una estructura de madera forrada con hierro galvanizado, debiendo estar el forro del lado de la zona de manejo de jugos. El interés de hacer esta separación es con el objeto de evitar el paso de bagazo, polvo y otras sustancias a la zona más delicada de la planta. La zona de alimentación de la hornilla, tendrá sus pisos de concreto con su respectivo punto de drenaje de aguas. Será de 2 metros de ancho por 4.50 metros de largo como mínimo.

ZONA DE PROCESAMIENTO ALMACENAMIENTO.

DE

JUGOS,

MOLDEO,

EMPAQUE

Y

Esta zona es particularmente crítica, pues aquí es donde se debe tener mayor control higiénico y de calidad en la elaboración del producto. En virtud de esta situación se buscará un aislamiento respecto del resto de la planta y el ambiente exterior. Será hecho de manera que se impida el acceso a insectos de cualquier clase, animales, polvo, lodo, etc. Esta zona debe estar restringida al paso de personas ajenas al proceso que allí se lleva a cabo, de esta manera se reducen, contaminaciones y distracciones, así como accidentes para personas y productos. Todos los pisos y paredes de esta zona serán de material impermeable no poroso. En el caso del piso este será antiderrapante, tal como concreto aplanchado, cerámicas industriales, concretos con recubrimientos resistentes a ácidos y álcalis. Las ventilaciones y entradas a la planta deberán tener mallas de cedazo número 16 como máximo, tal que eviten la entrada de insectos: principalmente abejas. La zona de batido de dulce y posterior moldeo, se construirá en un cuarto con cedazos (No. 16) en todas sus paredes o donde haya aberturas de ventilación, de ésta manera queda separada del resto de esta zona.

VÍAS DE ACCESO Las vías de acceso a la planta, que se encuentren dentro del recinto, se recomienda que presente una superficie pavimentada, de fácil tránsito. Las pendientes estarán dirigidas hacia los caños, cajas de registro y/o rejillas de desagüe.

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Los pavimentos podrán ser de diversos materiales, concreto de cemento portland, concreto asfáltico, adoquín de concreto, empedrado de piedra cuarta, empedrado de piedra bola, cemento (lastre y cemento). Debe evitarse a toda costa, que el acceso sea de tierra, dado que en invierno hay mucho lodo y en el verano se presenta mucho polvo. Estas materias si están presentes pasan al interior de la planta, y al producto. Uno de los resultados finales de estas contaminaciones presenta en los jugos, los cuales se manchan y como consecuencia el dulce que se produce es oscuro, además de presentarse sedimentos indeseables, tales como arenas y lodos.

PATIOS Para los patios se tendrá los cuidados que se tiene en las vías de acceso, pero además se deben evitar condiciones que faciliten la contaminación de la planta, el producto y el personal, como es el caso de: equipo mal almacenado; acumulaciones de basura, desperdicios, chatarras, residuos líquidos, etc. No debe haber presentes malezas ni hierbas en los alrededores. En el caso de jardines estos deben recibir el mantenimiento del caso, de manera que no se convierta en habitáculo de especies problemáticas para el personal, la planta y el producto. Los drenajes deben ser adecuados y suficientes, no deben acumular aguas en ningún momento en las diferentes zonas del patio, tampoco se quedarán encharcadas. Si el pavimento del patio es granular, conviene revisar la capacidad de infiltración del suelo subyacente, para poder dimensionar las obras complementarias que se requieran. Los caños de evacuación o caños recolectores, llevarán las aguas a las cajas de registro que indique el diseño, dichas cajas o coladeras, deberán presentar las tapas apropiadas de manera que se evite la entrada de plagas provenientes de las alcantarillas o tuberías, sobre todo externas. Por último, es de suma importancia una iluminación adecuada de los patios, sobre todo si se va a recibir materia prima o despachar producto terminado durante las noches. Por adecuada entenderemos aquella fuente de luz policromática con el brillo y cantidad de iluminación requerida en el sitio.

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EDIFICIOS Los edificios deberán ser de construcción con buena seguridad estructural, y cuyos materiales sean tales que no permitan focos de contaminación que puedan dañar a las personas y los productos que ellas elaboran. La seguridad estructural de la planta se regirá por el Código Sísmico de Colombia, y los criterios de diseño del profesional responsable de la construcción. En el interior del edificio se debe disponer de espacios suficientes de manera que permitan las maniobras para el flujo de materia prima, materiales, productos, personas, etc., Debe haber espacio suficiente para tener libre acceso a las diferentes operaciones productivas y para el mantenimiento de los equipos, tales como, moldes, paletas, mesas de moldeo, canoas enfriadoras, etc. El área de proceso estará separada de otras áreas como los servicios sanitarios, servicios de comedor, oficinas, o empaque de producto final. Las zonas de servicios y oficinas estarán ubicadas en recintos totalmente separados por paredes impermeables no porosas. Si las zonas de empaque y proceso están en la misma planta, es conveniente demarcar en piso, el espacio definido para cada una de ellas, así como, el flujo o camino a seguir entre las diferentes operaciones.

PISOS Serán impermeables de manera que la humedad del subsuelo no pase a la planta, ni la humedad que se genere en los pisos como resultado del lavado a su vez pase al subsuelo bajo el piso. Este cuidado tiene como objeto evitar la proliferación de microorganismos patógenos y plagas en general. Los pisos se recomiendan construirlos con materiales a prueba de roedores. La resistencia estructural del piso será de al menos 140 kg./cm². La construcción será tal que no se presenten fisuras ni irregularidades en la superficie. Dada la cantidad permanente de agua que se vierte en las plantas, la superficie del piso será antiderrapante, en grado tal que ofrezca suficiente

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adherencia en la movilidad de las personas. Una planta procesadora de alimentos requiere el mínimo posible de superficies donde puedan acumularse microorganismos patógenos y suciedades diversas, que posteriormente puedan dañar el producto; la superficie antiderrapante deberá ser lo menos rugosa posible, dicho de otra manera será lo mínimo necesario y suficiente para que las personas que trabajen en la planta no se resbalen. Los pisos deben tener resistencia química, tal que no se deterioren fácilmente las superficies. Esta condición tiene su mayor grado de importancia en la zona de procesamiento de jugos, moldeo, empaque y almacenamiento. Todos los pisos en general se requiere que tengan una pendiente del 2 % hacia los escurrideros, los cuales pasarán posteriormente al sistema de tratamiento correspondiente.

PASILLOS El ancho de los pasillos será proporcional al número de personas que los transiten. Se ajustaran además a las necesidades de los trabajos que se realicen en la planta. El ancho mínimo recomendado para los pasillos principales es de 1.20 metros. Los pasillos en ningún caso se deberán emplear como zonas de almacenamiento, pues los obstáculos en la circulación son fuentes potenciales para accidentes tanto del producto como para las personas y los equipos que se necesite mover por dichos sitios. Si en los pasillos se presentan intersecciones o esquinas, es conveniente que haya avisos de advertencia o bien espejos adecuadamente colocados.

PAREDES Las paredes se construirán con material impermeable no poroso. Se deberá tener especial cuidado en seguir esta recomendación en las áreas de proceso del producto, las zonas de almacenamiento, laboratorios, etc, si las hubiese, y servicios sanitarios. La altura mínima de las paredes en la zona de trabajo será de tres metros. Los materiales a emplear pueden ser de: bloques de concreto con repello fino; de concreto chorreado; paredes prefabricadas de concreto debidamente acabadas; enchapadas con azulejos de una calidad tal que soporte los ácidos que se generen, en este caso la fragua a utilizar deberá ser epóxica. Los azulejos irán hasta una altura mínima de 1.20 metros desde el nivel del

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suelo o hasta la altura óptima para ejecutar la operación correspondiente. Donde se pinten las paredes, se utilizan pinturas resistentes a la humedad, deben ser lavables e impermeables. Deberán ser capaces de resistir los ácidos y álcalis presentes en el ambiente, los cuales resultan de los procesos que se desarrollan en la planta, además es conveniente que dichas pinturas contengan agentes fungicidas o germicidas. Los colores a emplear deberán siempre ser claros. Las uniones entre piso y pared, y entre pared y pared, deben ser redondeadas, con un acabado tipo sanitario. El interés de esta recomendación consiste en facilitar la limpieza y evitar la acumulación de suciedades. Para facilitar la circulación de aire, en la zona principal de trabajo, se pueden construir ventilas en la base de la pared, estas pueden ser de 10 centímetros de alto por 30 centímetros de ancho. Dichas ventilas llevarán una malla de varilla #2 a cada 2.50 centímetros, en ambas direcciones, dicha malla servirá para evitar el paso de roedores y animales pequeños. Sobre dicha malla se colocará una malla anti insectos, la cual deberá construirse de manera que se pueda cambiar fácilmente cuando se dañe.

TECHOS Los techos deberán tener una pendiente mínima de un 15 % o bien no menor al mínimo que indique el fabricante del material que se elija para la cubierta. Se colocará en el punto más adecuado según la forma de la planta un monitor para la circulación del aire y salida de vapores del agua generada en el proceso. En nuestro medio el material que más se emplea para las cubiertas es el hierro galvanizado en diferentes presentaciones. En la medida de lo posible se pintará con esmaltes industriales, y será de color blanco o colores muy claros, en el interior para aprovechar su capacidad de reflejar luz y en el exterior por el mismo motivo más la reducción en la transferencia de calor debido a su capacidad refractiva. La cubierta debe estar en buen estado permanentemente, no deben usar materiales oxidados ni dañados, no deberá haber grietas indeseables, ni puntos para paso de aguas de lluvia. Es preferible que la estructura de la cubierta se construya a base de viguetas y no de cerchas, ya que habrá menos puntos posibles par la acumulación de mohos y bacterias, así como menos rincones para el desarrollo de nidos

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de insectos, arañas y otros bichos. Si se emplea perfiles laminados en frío, es conveniente que los elementos de la vigueta o de las cerchas si se usarán, sean en caja para reducir el problema citado en el párrafo anterior. VENTANAS Y PUERTAS Las ventanas se construirán de manera que se evite la acumulación de suciedades. Las ventanas de abatir y las que tengan celosías deberán proveerse de cedazo mosquitero. Dichas mallas se colocarán de manera que sean fácilmente removidas, para poder dar la limpieza del caso y para el buen mantenimiento del sistema. Las banquinas de las ventanas tendrán todas pendiente suficientes para que no se puedan usar como estantes. Donde sea posible, los vidrios de las ventanas serán sustituidos por materiales irrompibles, como el acrílico, o el policarbonato. En los sitios donde las ventanas sean de vidrio, si éstas se llegan a romper, se debe limpiar el lugar de inmediato, recoger todos los fragmentos, y tomar todas las previsiones necesarias para desechar el producto que se haya contaminado. Las puertas se construirán de materiales fuertes y duraderos. Deben ser resistentes a la humedad. Es importante que sean lisas, principalmente en la cara que da al interior de la planta. Las puertas principales deben abrir hacia afuera. El ancho mínimo ideal es de 1.20 metros. Las entradas de materia prima deben ser independientes de la salida de producto terminado. Se debe tener al menos dos puertas ubicadas en diferentes sitios.

RAMPAS Y ESCALERAS Las rampas y escaleras se regirán según el reglamento de construcciones. Al instalar la planta de dulce se considerará complementariamente lo siguiente: Las rampas tendrán una pendiente que no exceda el 10 % respecto de la horizontal, y deben construirse con material antideslizante. Deberá llevar pasamanos en al menos uno de sus lados. El ancho de las mismas estará condicionado por los objetos que circulen por ella. El ancho mínimo será de 1.20 metros. Las escaleras deben reunir características tales que permitan transitar con comodidad, seguridad y fluidez. En todos los casos su superficie será antiderrapante. El diseño total de la escalera será función de las necesidades

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de cada establecimiento. Si se trata de escaleras de tránsito general, el ancho mínimo será de 1 metro; la altura de la contrahuella será entre los 0.17 metros 12 y los 0.20 metros; la huella será de 0,30 centímetros de ancho preferentemente. Toda escalera deberá tener sus respectivos pasamanos en ambos lados.

INSTALACIONES SANITARIAS En toda planta procesadora de alimentos la higiene del personal es determinante para la seguridad de los alimentos. Una planta sin las condiciones higiénicas adecuadas para el personal es una planta, dónde el riesgo de falla económica es permanente, debido al aumento de las posibilidades de contaminación de sus productos y las consecuentes pérdidas.

INODOROS Se deberá proveer servicios sanitarios separados para cada sexo. Deben tener ventilación directa. Según jornada de trabajo se colocará un inodoro por cada 25 hombres o fracción; se colocará un inodoro para cada 20 mujeres o fracción; se colocará un orinal por cada 30 hombres o fracción; se colocará un lavatorio por cada 15 personas; se colocará una ducha para cada 5 personas o bien según lo que establezca como óptimo el Ministerio de Salud Pública. Los espacios destinados a los servicios sanitarios, tendrán pisos y paredes impermeables, con una altura mínima de 180 centímetros, dichos materiales pueden ser similares a los azulejos y/o cerámicas.

VESTIDORES Y DUCHAS Dadas las características de la agroindustria de la panela, en la cual se da la evaporación de grandes cantidades de agua; el manejo de caña; manejo de bagazo y leña; manejo de moldes; etc, el personal deberá usar ropa para trabajo diferente a la que empleará al salir de la planta, al final de la jornada. Por ello es importantísimo proveer en la planta vestidores con sus respectivas duchas o regaderas, además se debe incluir un casillero por cada operario u empleado, donde pueda guardar sus objetos personales. Las ropas y objetos personales no se deberán depositar en los sitios de producción. Los vestidores y regaderas no deberán tener acceso directo a la zona de producción, además, se deberá considerar en el diseño, la

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posibilidad de un derrame u obstrucción en el sitio de baño. Si se llegara a dar dicho derrame el agua en ningún caso deberá correr por la planta. Las paredes y pisos de las duchas deben ser de materiales impermeables. En el caso del piso este debe ser antideslizante. Los materiales a usar pueden ser similares a los azulejos en el caso de las paredes y a las cerámicas en el caso de los pisos.

INSTALACIONES PARA LAVARSE LAS MANOS EN ZONA DE PRODUCCIÓN En la zona de producción, se ubicarán instalaciones convenientemente situadas para lavarse las manos con agua y jabón y secarse con toallas desechables. Se debe disponer adicionalmente de una instalación de desinfección de las manos, con jabón, agua y un preparado reconocido y adecuado para la desinfección. El medio para secarse las manos debe ser higiénico y apropiado. Si se emplean toallas estas deben ser de papel, y debe haber junto a cada lavabo un número suficiente de dispositivos de distribución y receptáculos o basureros con su tapas accionables con el pie. Es conveniente que los grifos no se accionen con las manos. La cantidad de dispositivos se determinará en función de la cantidad de personal. Las tuberías de descarga serán dirigidas al respectivo sistema de tratamiento de aguas residuales.

SERVICIOS A LA PLANTA Este apartado, se refiere a los servicios mínimos necesarios para que la planta pueda operar desde el punto de vista del requerimiento sanitario, energía eléctrica, agua, ventilación, manejo de desechos sólidos y de desechos líquidos.

ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Deberá disponerse de suficiente abastecimiento de agua potable. El caudal estará determinado por el tamaño e intensidad de producción de la planta. A mayor producción más agua total. La presión de trabajo deberá ser tal que el agua llegue a todos los puntos de interés de la planta, y además con el

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caudal necesario y suficiente. La presión mínima en los puntos de uso de la planta será de 1 Kg./cm2. Las instalaciones para el almacenamiento deben ser construidas con materiales que no desprendan, sabor, color, olores, ni impurezas de ningún tipo. El sistema de almacenamiento, así como el de distribución deberán estar protegidos contra la contaminación externa. Las tuberías deberán ser probadas para asegurarse que no existan fugas. Antes Sdel agua que se empleará, y de acuerdo a los resultados obtenidos implementar el sistema de tratamiento. El agua no potable que se use para producir vapor; refrigeración, lucha contra incendios; y otros propósitos generales no relacionados con el producto, se transportarán por tuberías completamente separadas. Se identificarán por medio de colores, se debe evitar las conexiones transversales y el sifonado de retroceso con las tuberías de agua potable. Se debe establecer un plan donde periódicamente se determine la calidad del agua potable, como mínimo se medirá lo siguiente: 1-contenido de cloro, 2-análisis microbiológicos, 3- Dureza del agua.

DESAGÜES Y EVACUACIÓN DE AGUAS RESIDUALES Dado que la producción de panela requiere, el uso de agua para el lavado de moldes para cada tarea, es muy importante disponer de coladeras o desagües, serán de un material que no se corroa con los ácidos de la caña. Se sugiere una coladera cada 37 metros cuadrados, o bien en los puntos críticos que muestre el diseño particular de cada planta. Todos los residuos líquidos del proceso de fabricación irán a un sistema de tratamiento convenientemente diseñado para el tamaño de planta en particular. Las tuberías de evacuación deben ser de acabado interior liso, para evitar la acumulación de residuos y olores molestos. Al pie de cada pila o lavado irá un cenicero o trampa para olores así como para evitar la entrada de plagas provenientes a través del sistema de evacuación. Lo mismo se aplicará a las cajas de salida o cajas de registro que van al exterior de la planta. Todo cenicero y caja llevaran sus respectivas tapas y/o rejillas. Los pisos deberán tener una pendiente de un 2% hacia las coladeras de manera que las aguas de lavado y los derrames circulen rápida y eficientemente.

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En todo punto de cambio de dirección de las tuberías, y en todo sitio donde haya un cambio en la gradiente, se deberán colocar cajas de registro. La distancia máxima entre cajas de registros será de diez metros.

INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y TELEFÓNICAS. En las plantas de dulce se maneja el bagazo como combustible, este normalmente se encuentra en sitios expuestos. Cuando el bagazo se seca es fácilmente inflamable, es por ello que el diseño de los sistemas eléctricos y su construcción debe hacerse con el mayor de los cuidados. En este apartado se debe emplear lo mejor para obtener el máximo de seguridad para personas, la planta y al producto. Estas instalaciones se harán de acuerdo a la normativa vigente (Código Eléctrico de Colombia).

ILUMINACIÖN La planta debe tener una iluminación natural o artificial adecuada. La iluminación no debe alterar los colores naturales del producto. La intensidad no deberá ser menor de: 540 lux en todo punto de inspección 300 lux en las salas de trabajo 50 lux en otras zonas Todas las lámparas y focos que estén ubicados o suspendidas sobre las materias en cualquier fase de su producción y sobre los productos terminados, deberán ser del tipo inocuo y estar protegida para evitar la contaminación del producto en caso de roturas. Para cada caso deberá revisarse las características de la planta, tales como la forma del espacio a iluminar, tipo de estructura del techo y su altura, el color de las paredes, la ubicación de las lámparas, etc. Todo ello, influirá en el valor de iluminación.

VENTILACIÓN El proceso de evaporación que se da en la elaboración del dulce implica el manejo de una gran cantidad de calor, del cual una parte pasa al ambiente donde opera el personal, es por ello que el tema de la ventilación es muy importante. Por tanto, la ventilación debe ser adecuada para: proporcionar el

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oxígeno suficiente, evitar el calor excesivo, la condensación de vapor, el polvo, y para eliminar el aire contaminado. La corriente de aire nunca deberá ir de una zona sucia a una zona limpia. Todas las aberturas de ventilación llevarán una malla, o alguna otra protección preferiblemente anticorrosiva. Dichas pantallas deben moverse con facilidad, para poder limpiarlas frecuentemente o cuando sea necesario. Los factores de los que depende un sistema de ventilación son:   

Número de personas que operan en el área de trabajo, la planta o la oficina. Las condiciones interiores del ambiente físico del local : temperatura, luz, humedad, etc. Las cualidades del producto que se elabora. Las condiciones ambientales exteriores.

El tipo de actividad realizada (proceso) en las áreas a ser ventiladas y el grado de contaminación de esas zonas. La ventilación natural se puede lograr mediante, ventanas, puertas, tragaluces, ductos conectados a rejillas y aberturas especialmente diseñadas para tal fin. Si se colocará equipo mecánico de ventilación o de extracción de aire, su funcionamiento no debe ser fuente de contaminación del proceso, debido al arrastre de partículas en el aire. RECIPIENTES PARA BASURA, EN EL INTERIOR Y EXTERIOR DE LA PLANTA Debe destinarse un área exclusiva para la ubicación de los basureros. Se deben mantener tapados y bien identificados. Es importante definir la naturaleza del residuo en dichos recipientes, por ejemplo si hay elementos cortantes, con filos u aristas, si son tóxicos o no, su inflamabilidad y otros. Los basureros interiores se colocarán en sitios estratégicos donde no estorben ni vayan a contaminar el producto o el sitio de trabajo. Es conveniente que en el exterior de la planta exista una zona central para la colección de la basura. Esta debe tener una construcción sanitaria que permita la limpieza fácil ; que evite además la acumulación de residuos y la formación de malos olores. Toda la basura que se produzca en el interior de la planta se debe remover al menos una vez al día.

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LOS DUCTOS Se evitará que todas las tuberías, conductos, vigas, cables, y otros, que estén libres sobre el tren de la hornilla, y otras áreas de trabajo donde se manipule el producto. Lo anterior debido a que en esos lugares hay riesgo de condensación y acumulación de polvo y otras sustancias que al caer pueden contaminar el dulce. El acceso a los lugares donde existan estos elementos debe ser sencillo y fácil para su limpieza frecuente.

REQUERIMIENTOS MÍNIMOS PARA UNA PLANTA PRODUCTORA DE PANELA La actividad trapichera, ha recibido muy poco o ningún apoyo técnico en los últimos años. De esta manera, quizá la última novedad en la mayoría de los trapiches, fueron los molinos accionados con motores de combustión interna, y más adelante los de motor eléctrico. Otro paso importante es la tecnología de vapor, la cual es apta para extensiones grandes de caña, de este tipo de trapiches hay muy pocos en nuestro medio, entre otros motivos adicionales, está la alta inversión inicial. El estado de las diferentes plantas es muy variado: se encuentran todo tipo de hornillas en diferentes grado de eficiencia; plantas con estructuras de madera y piso de tierra; plantas donde los perros y otros animales transitan libremente; plantas donde para poder obtener un dulce claro se debe agregar bisulfito o algún otro componente químico, de manera indiscriminada; plantas donde los accesos son verdaderos barriales; plantas donde en determinados momentos los operarios deben salirse de la misma, debido a los enjambres de abejas; estas situaciones y otras más las encontramos en mayor o menor grado en las plantas paneleras de nuestro país. Por tanto, si se quisiera que las plantas del país cumplan todas las condiciones ideales de una planta de alimentos, llegamos a la conclusión de tener que cerrar prácticamente todas. Lo cual sería totalmente imprudente en el sentido de que no se ha dado la asistencia técnica adecuada a esta agroindustria; que se crearía una gran crisis humana debido a que se dejaría sin su sustento a miles de personas que viven de esta agroindustria; que se sacaría de la producción nacional recursos muy importantes, para el desarrollo humano de la nación.

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Considerando que ya contamos con una técnica más adecuada para producir panela. Considerando que es una contradicción y una falta de coherencia y de respeto, el permitir el expendio de alimentos dañinos o inseguros. Considerando que si el productor no mejora sus métodos de producción con el tiempo su actividad desaparecerá. Considerando que el cambio debe darse de acuerdo a la capacidad actual de productores y las agencias estatales. Por lo tanto, las condiciones mínimas para que una planta obtenga su permiso sanitario de funcionamiento, las cuales son renovables cada año, se debe ajustar a los requisitos establecidos y avanzar continuamente. Papa iniciar los requisitos mínimos son los que continuación se indican:         

Pisos de concreto en todo el trapiche. Accesos lastrados o empedrados. Uso de prelimpiadores. Las bagaceras deben estar separadas de la zona de molienda. La zona de la hornilla debe estar separada de la zona de molienda y de las bagaceras. El agua debe ser potable, deberá hacerse exámenes de laboratorio que lo verifique. No se debe usar llantas en las hornillas. Servicio sanitario y su lavatorio. Las cachazas no se deben disponer alrededor del trapiche.

BUENAS PRÁCTICAS DE MANUFACTURA EN PLANTAS PROCESADORAS DE PANELA. La elaboración de cualquier tipo de alimento se debe dar en condiciones tales que los procesos, la manipulación y el transporte se haga en un ambiente higiénico y sanitario, de forma que se minimice el riesgo de contaminación de los mismos. Además la legislación nacional exige que todo alimento que se expende en el país debe provenir de un establecimiento autorizado por el Ministerio de Salud. Tradicionalmente los trapiches se han visto como lugares donde se realiza un trabajo artesanal y que pueden estar exentos de la reglamentación vigente para el procesamiento de alimentos. Pero en realidad, al ser los productos de panela alimentos de consumo humano, estos deben ser considerados industrias de alimentos, y cumplir con los requisitos mínimos exigidos para elaborar productos exentos de contaminaciones físicas y microbiológicas que podrían causar daño a la salud del consumidor, según las exigencias señaladas anteriormente.

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FUENTES DE CONTAMINACIÓN EN EL PROCESO DE ELABORACIÓN. El deterioro microbiológico de los alimentos ocurre por la acción de seres vivos muy pequeños conocidos como microorganismos; son tan pequeños que solo pueden ser vistos por un microscopio. Los microorganismos, al igual que los humanos, necesitan de alimento para crecer y multiplicarse además de buena temperatura según sus características, presencia de agua, aire y condiciones apropiadas de acidez. Cuando encuentran todas las condiciones necesarias, pueden producir desechos venenosos para el hombre o simplemente deteriorar el alimento, el cual no se puede consumir por su mal aspecto. Si este deterioro ocurre antes de ser vendido, puede ocurrir que ni salga de la industria para ser vendido, o bien que el consumidor no lo compre y probablemente el vendedor se verá obligado a devolverlo a la industria. Los alimentos también pueden contaminarse por sustancias químicas como aceites, pinturas, disolventes, aditivos en cantidades inadecuadas o innecesarios (sulfatos) y por materias extrañas como piedras, desechos de insectos, restos de insectos y otros. Todas estas contaminaciones deben ser evitadas, y el trabajo no es sencillo ya que provienen de muchas fuentes como aire, hombre, agua sucia etc. Para el caso del proceso de los productos de panela, los puntos de contaminación se resumen en los siguientes:

MATERIAS PRIMAS La caña de azúcar, materia prima principal, se utiliza como se recolecta en el campo, es decir, no hay una operación de limpieza y selección para eliminar las impurezas. Entre estas impurezas, la tierra es la que presenta mayor problema pues se disuelve en el jugo cuando la caña se exprime. También pueden ser arrastradas porciones de hojas y trozos de bagazo. Por estas razones el contenido de microorganismos del jugo de caña puede aumentar si no se inicia pronto su proceso. Las plantas vegetales que se utilizan para obtener el mucílago también son fuentes de contaminación porque poseen tierra y basura. Los microorganismos presentes en el jugo pueden ser eliminados por el calor que se usa para el proceso de evaporación y concentración. La cal que se utiliza para controlar el pH puede contener impurezas si la calidad de la misma no se revisa. Además, la manteca puede contener impurezas, si no se almacena en condiciones higiénicas.

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OPERARIOS Y FORMAS DE PROCESO Los operarios pueden ser una fuente de contaminación muy importante, ya que entra en contacto directo tanto con las materias primas, como con el producto final, y los equipos y utensilios. Si el operador no tiene buenos hábitos de higiene y no se preocupa por su salud, llega a ser una de las principales fuentes de contaminación y posible deterioro del producto final. En cuanto al proceso de elaboración, si este no está controlado y no se miden los aditivos añadidos, pueden darse problemas de contaminación química y/o física. También puede haber contaminación si se utilizan aditivos innecesarios en cantidades no controladas (habiendo daño a la salud por exceso), como en el caso del bisulfito.

EQUIPO, UTENSILIOS Y MATERIALES DE EMPAQUE Si los equipos, utensilios y materiales de empaque se encuentran sucios antes de empezar el proceso, pueden ocurrir problemas de deterioro. También se debe tener el cuidado de que estén hechos de materiales que no contaminen el producto, como el acero inoxidable y que estén en buen estado, libres de grietas, huecos o herrumbre; estas suciedades entrarán en contacto con los jugos, las mieles y el producto final, alterando la calidad sanitaria del mismo. De algunos estudios realizados de los jugos y mieles en diferentes partes del proceso, se sabe que el contenido microbiológico va aumentando por partículas y residuos que quedan en las uniones de los recipientes (pailas). Si este contenido de microorganismos sigue aumentando, puede ocurrir la hidrólisis de la sacarosa, y por lo tanto habría problemas en los rendimientos finales obtenidos. Por lo que si no se tienen las precauciones necesarias, este factor se convierte en un problema, aunque se tenga cuidado de la higiene del personal y de la calidad de las materias primas.

INFRAESTRUCTURA, AMBIENTE INTERNO Y ALREDEDORES La infraestructura del trapiche debe evitar al máximo la entrada de basura, materias extrañas, insectos, animales domésticos y roedores. Además, debe tener los servicios mínimos necesarios para mantener la higiene general y la estabilidad de los operadores. Internamente debe evitarse el contacto del producto terminado con materia prima fresca, como jugos, mieles o bagazo

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(contaminación cruzada). El ambiente puede ser un punto de contaminación si no se mantiene libre de temperaturas excesivas, suciedades innecesarias, insectos, material no comestible, etc. El ambiente exterior e interior debe estar libre de humo contaminante, como por ejemplo el que se obtiene de la quema de llantas o de leña. Los trapiches no podrán estar instalados cerca de lugares con presencia de suciedad, malos olores, animales etc. Si en los alrededores hay suciedad, es muy probable que ésta pase al interior donde se realiza el proceso, pudiéndose dar problemas de higiene.

APLICACIÓN DE BUENAS PRÁCTICAS DE MANUFACTURA Los productos de panela, por su naturaleza, son alimentos que difícilmente se deterioran, especialmente por la baja humedad que tienen y porque se aplica una gran cantidad de calor para su elaboración, lo cual permite bajar la carga microbiológica que está presente en el jugo de la caña. De modo que, al elaborarlos con buenas prácticas de manufactura, como las que se señalan seguidamente, se estará teniendo como resultado final, productos de buena calidad sanitaria, poco riesgosos y con una vida útil prolongada.

Materias Primas La caña debe recibirse en la parte externa del trapiche, manteniéndola separada de las pailas. La misma debe ser lavada con suficiente agua a presión, inspeccionarla antes del proceso para determinar su calidad; y debe ser procesada lo antes posible. Los jugos deben recibirse en un sistema de prelimpiadores debidamente diseñados, donde se elimine el mayor porcentaje de lodos y materias extrañas flotantes. La cal y la manteca deben ser de calidad alimentaria y mantenerse almacenada en recipientes cerrados, debidamente identificados, lejos de materias no comestibles. El mucílago debe lavarse bien, con agua potable y haciendo la fricción necesaria para eliminar la tierra, antes de ser usado; para su elaboración será colocado en recipientes limpios con agua potable.

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Operarios Existen una serie de requisitos que los trabajadores deberán seguir para lograr una manipulación higiénica del producto mientras estén procesando: 

Se debe evitar al máximo el contacto de las manos y los brazos con el producto. Los empleados deben lavarse las manos siempre, con agua potable y jabón desinfectante, cada vez que se va al servicio sanitario, o se sale de la zona de proceso.



Deberá hacerse lo posible por evitar el uso de barba y bigote en los operadores.



No se debe comer o fumar a la misma vez que se está procesando. No se debe toser, estornudar, silbar o hablar encima de los alimentos.



Se debe evitar al máximo escupir, tocarse el cuerpo, rascarse la cabeza o tocarse el pelo, meterse los dedos en la nariz, en la boca, en los ojos o en las orejas. Si esto ocurriera deben lavarse las manos antes de continuar con el proceso.



Se debe utilizar ropa limpia y que cubra debidamente las partes del cuerpo. Sobre esta ropa se debe usar uniforme completo: bata u overol blanco, gorro que cubra todo el cabello, tapabocas y botas de hule.



Las uñas deben estar cortas, limpias y libres de esmalte. No debe usarse ningún tipo de joyería ni maquillaje.



Los empleados no deben tener heridas profundas o contaminadas en las manos o los brazos. Tampoco deben trabajar si están enfermos con gripes o diarreas, o cualquier tipo de enfermedad contagiosa.



Deben bañarse todos los días con agua y jabón antes de llegar a trabajar.

Producto final Una vez que el producto final esté listo, debe empacarse inmediatamente, después de enfriarse para evitar que se contamine con materias crudas, como por ejemplo jugo de caña, manteca, bagazo; y no se debe colocar nunca a nivel del suelo. Por lo tanto, es necesario que exista un lugar especial para el empaque y almacenamiento del producto final.

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Equipo, utensilios y materiales de empaque La maquinaria utilizada debe estar debidamente diseñada de modo que no contamine el producto final con materias extrañas como residuos de metales, madera, pinturas, plásticos y lubricantes. Además no deben tener partes difíciles de limpiar como rajaduras, grietas o puntos muertos, donde se pueda acumular suciedad. Según lo que se ha investigado hasta el momento, aún no se ha encontrado un sustituto para los moldes de madera en que se chorrea la miel. En teoría, la madera no se puede utilizar como componente principal o parcial de los equipos o utensilios. En vista de la situación que se presenta en los trapiches, se recomienda que los moldes de madera sean lavados con agua y jabón antes de iniciar la primera tarea, y después de cada una de ellas. También el proceder a secarlos o disminuirles la humedad de alguna forma es importante para evitar la proliferación de microorganismos durante el almacenamiento. Para esto pueden utilizarse toallas absorbentes y limpias para usarse al final de cada día de trabajo. El molino extractor debe tener el motor cubierto para evitar fugas de aceite que pueden ir directamente al jugo que se extrae. El material de empaque que se recomienda, por práctico y económico, es la bolsa plástica (polietileno de baja densidad). Las mismas deben cubrir completamente el producto y permitir el cierre con calor (selladora) de las mismas, para asegurar que no haya entrada de insectos o contacto con animales después del empaque. No se permite el uso de grapas para cerrar la bolsa. Además, no deben usarse bolsas plásticas rotas o sucias. Las bolsas plásticas deben almacenarse en armarios cerrados para evitar que se contaminen o ensucien.

REFERENCIAS 

Osorio, Guillermo. (2007). Manual Técnico: Buenas Prácticas Agrícolas -BPA- y Buenas Prácticas de Manufactura -BPM- en la Producción de Caña y Panela. (1a. Ed).Medellín: CORPOICA. MANA-, Convenio FAO-MANA: Proyecto de Seguridad Alimentaria y Buenas Prácticas Agrícolas para el Sector Rural en Antioquia.

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Humbert, R.P. (1970). El cultivo de la caña de azúcar. (2ª ed). Mexico

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J.B. Jones y R.E. Dugan (1997) Ingerniería Termodinámica. (Prentice Hall).

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SASTA (south African Sugar Technologists´ Association) 1977. Laboratory manual four South African sugar factories. 2ª. Ed.Durban, Suráfrica.s.p.

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Velásquez, Héctor, Chejne, Farid y Agudelo, Andres.( jul./dic. 2004). Diagnóstico Energético de los Procesos Productivos de la Panela en Colombia. Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín v.57 n.2 Medellín. Consultado en: http://www.scielo.unal.edu.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S030428472004000200007&lng=es&nrm=

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