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En la industria de la panela (denominada azúcar sin centrifugar por la FAO), se estima que los evaporadores de múltiple efecto (EME), permiten un mayor control e incrementan en un 36 % la eficiencia global del proceso. No obstante, la implementación de estas tecnologías requiere que, además del ajuste técnico del proceso, también se mantenga la calidad de la panela obtenida en los sistemas de evaporación abierta. Condición que ha develado un vacío tecnológico respecto a la influencia de las complejas reacciones que ocurren durante la evaporación y concentración del jugo sobre las características de la miel de caña y la panela. Con el fin de llenar parte de este vacío tecnológico, el objetivo del trabajo aquí presentado fue determinar el efecto de las variables de evaporación: presión y flujo calórico sobre la calidad de la miel de caña y la panela. Para lograrlo, se trabajó un diseño experimental completamente al azar con un arreglo factorial 4x3, cuatro repeticiones y la variedad de caña CC 85-46, sin floculante, coadyuvante, ni antiespumante. Los resultados mostraron que los sistemas presurizados y con densidades de flujo calórico bajo (17 kW/m2), afectan negativamente la calidad de la panela en aspectos como color, pH, índice glucósido y solidificación, hasta el punto de no cumplir con los requerimientos de la Resolución 779 del Ministerio de Protección Social colombiano respecto a sacarosa y azúcares reductores.

The implementation of multi-effect evaporators on panela (unrefined whole cane sugar) production process requires, besides the technological adjustment, to maintain product characteristics; this condition revealed the lack of knowledge of the effect of evaporation pressure on the quality of panela. In order to fill part of this gap, this study sought to determine the effect of both theconcentration of antifoam and the use of a flocculant (Heliocarpus popayanensis Kunth) and an adjuvant (lime) on the quality of sugar honey and panela, when evaporation is performed at different atmospheric pressures. In order to achieve this, the present study worked on two completely randomized experimental designs with four replications, a density of evaporation heat flow of 27.78 kW/m2 and juice from the CC85-46 variety. In the first design, two variables were studied: evaporation pressure and use of flocculant and adjuvant with a 4x2x2 factorial arrangement without antifoam.In the second design, variables evaporation pressure and quantity of antifoam with a 4x3 factorial arrangement without flocculant nor adjuvant were studied. The results show that the quality of the product deteriorates in pressurized systems (glucoside coefficient increases up to 200%), is not affected by the use of 50 μL of antifoam per liter of clarified juice and improved by the use of flocculant (turbidity is reduced by 55%). Solidification and hardness improve with the addition of the adjuvant, but this increased 48% color and 24% turbidity.

Los hornos utilizados para la elaboración de panela presentan pérdidas energéticas debido a una combus­tión incompleta del bagazo de caña de azúcar y al calor sensible en los gases de chimenea. Durante el proceso de producción de panela, el bagazo de caña de azúcar se utiliza como combustible, con fracciones másicas de humedad entre 30% y 50%, las cuales afectan el rendi­miento de la combustión de una biomasa en lecho fijo. Gracias a que el precalentamiento del aire disminuye el tiempo de secado, su implementación en muchos sistemas de combustión de biomasa ha incrementado la eficiencia del proceso. Por tanto, en la presente investigación se estudió la influencia del contenido de humedad y el pre­calentamiento del aire primario sobre la temperatura, la composición del gas y la tasa de combustión, mediante un diseño experimental factorial mixto 3x2. Los resul­tados demostraron que el aumento en la humedad del bagazo de caña reduce la tasa de combustión y la con­versión de carbono a CO2, y por tanto, el rendimiento del proceso. Cuando se precalentó el aire primario hasta una temperatura de 120 ºC, la tasa de combustión au­mentó, sin embargo sólo significó un incremento en el rendimiento de la combustión para una fracción másica de humedad de 30%.

Furnaces used to making jaggery have energ y losses due to incomplete combustion of sugarcane bagasse and sensible heat in the flue gases. During jaggery production process, sugarcane bagasse is used as fuel, with mass fractions of humidity between 30% and 50%, which affect the combustion efficiency of a biomass in a fixed bed. Because the air preheating decreases the drying time, its implementation in many biomass combustion systems increases process efficiency. Therefore, in this investigation we studied the influence of the moisture content and the preheating of the primary air on the combustion of bagasse in a fixed bed furnace, by analyzing the profiles of temperature and concentration of the combustion gas. Results showed that increasing in bagasse moisture reduces the rate of combustion and conversion of carbon to CO2, diminishing the yield of process. When theprimary air is preheated to a temperature of 120 ºC, the combustion rate increased, however, only meant an increase in combustion efficiency to a mass fraction of 30% humidity.

En la industria de la panela (denominada azúcar sin centrifugar por la FAO), se estima que los evaporadores de múltiple efecto (EME), permiten un mayor control e incrementan en un 36 % la eficiencia global del proceso. No obstante, la implementación de estas tecnologías requiere que, además del ajuste técnico del proceso, también se mantenga la calidad de la panela obtenida en los sistemas de evaporación abierta. Condición que ha develado un vacío tecnológico respecto a la influencia de las complejas reacciones que ocurren durante la evaporación y concentración del jugo sobre las características de la miel de caña y la panela. Con el fin de llenar parte de este vacío tecnológico, el objetivo del trabajo aquí presentado fue determinar el efecto de las variables de evaporación: presión y flujo calórico sobre la calidad de la miel de caña y la panela. Para lograrlo, se trabajó un diseño experimental completamente al azar con un arreglo factorial 4x3, cuatro repeticiones y la variedad de caña CC 85-46, sin floculante, coadyuvante, ni antiespumante. Los resultados mostraron que los sistemas presurizados y con densidades de flujo calórico bajo (17 kW/m²), afectan negativamente la calidad de la panela en aspectos como color, pH, índice glucósido y solidificación, hasta el punto de no cumplir con los requerimientos de la Resolución 779 del Ministerio de Protección Social colombiano respecto a sacarosa y azúcares reductores. In the industry of panela (called uncentrifuged sugar by the FAO), is estimated that multiple-effect evaporators (EME), allow greater control and increases by 36 % the overall efficiency of process. However, the implementation of these technologies requires the technical adjustment of the process; it keeps the quality of panela obtained in open systems evaporation too. Condition has unveiled a technological gap with respect to influence of the complex reactions that occur during water evaporation and concentration of sugars on the characteristics of sugar cane and brown sugar. To fill part of this technological gap, the objective of the work presented here was determine the effect of the variables of evaporation, pressure and heat flux on the quality of sugar cane and the panela. To achieve this, it worked one experimental design, completely at randomized with 4x3 factorial arrangement, four repetitions and the variety of cane CC 85-46, without flocculant, adjuvant or antifoam. The results showed that heat flow densities of 17 kW/m² and pressurized systems, adversely affect quality of panela in areas such as color, pH, glycoside and solidification rate, to the point of not meeting the requirements of resolution 779 of the Colombian Ministry of Social Protection from sucrose and reducing sugars.

La implementación de evaporadores multiefecto en el proceso panelero requiere, además del ajuste tecnológico, mantener las características del producto; esta condición develó el desconocimiento del efecto de la presión de evaporación sobre la calidad de la panela. Para llenar parte de este vacío, se buscó determinar el efecto tanto de la concentración de antiespumante como del uso de floculante (Heliocarpus popayanensis Kunth) y coadyuvante (cal) sobre la calidad de la miel y la panela, cuando la evaporación se realiza a presiones diferentes a la atmosférica. Para ello, se trabajó en dos diseños experimentales completamente al azar, con cuatro repeticiones, una densidad de flujo calórico de evaporación de 27,78 kW/m² y jugo de la variedad CC85-46. En el primero se estudiaron las variables presión de evaporación y uso de floculante y coadyuvante, con un arreglo factorial de 4x2x2 y sin antiespumante. En el segundo, se estudiaron las variables presión de evaporación y cantidad de antiespumante, con un arreglo factorial de 4x3 y sin floculante ni coadyuvante. Los resultados permiten concluir que la calidad del producto se deteriora en sistemas presurizados (se incrementa el coeficiente glucósido hasta en 200%), no se afecta con el uso de hasta 50 mL de antiespumante por litro de jugo clarificado y mejora con el uso de floculante (se disminuye la turbidez en 55%). La solidificación y la dureza mejoran con el coadyuvante, pero este incrementa 48% el color y 24% la turbidez. The implementation of multi-effect evaporators on panela (unrefined whole cane sugar) production process requires, besides the technological adjustment, to maintain product characteristics; this condition revealed the lack of knowledge of the effect of evaporation pressure on the quality of panela. In order to fill part of this gap, this study sought to determine the effect of both the concentration of antifoam and the use of a flocculant (Heliocarpus popayanensis Kunth) and an adjuvant (lime) on the quality of sugar honey and panela, when evaporation is performed at different atmospheric pressures. In order to achieve this, the present study worked on two completely randomized experimental designs with four replications, a density of evaporation heat flow of 27.78 kW/m² and juice from the CC85-46 variety. In the first design, two variables were studied: evaporation pressure and use of flocculant and adjuvant with a 4x2x2 factorial arrangement without antifoam. In the second design, variables evaporation pressure and quantity of antifoam with a 4x3 factorial arrangement without flocculant nor adjuvant were studied. The results show that the quality of the product deteriorates in pressurized systems (glucoside coefficient increases up to 200%), is not affected by the use of 50 μL of antifoam per liter of clarified juice and improved by the use of flocculant (turbidity is reduced by 55%). Solidification and hardness improve with the addition of the adjuvant, but this increased 48% color and 24% turbidity.

El modelamiento en Matlab del proceso de la producción de panela está dirigido a toda la gente interesada en el control de procesos agroin-dustriales, específicamente a los productores de panela, con el fin de brindar una contribución al desarrollo tecnológico de esta agroindustria; sin embargo, es importante resaltar que para el entendimiento de este documento se requieren conocimientos de control y termodinámica. El modelo matemático desarrollado está dividido dos diferentes procesos involucrados en la obtención del producto final (panela): a) el control de la concentración de azúcar y b) el control de nivel en los efectos del evaporador. A lo largo del documento el análisis está enfocado a que estos dos sistemas sugieran el controlador ideal para la operación del evaporador.