FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE

INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

CURSO: LABORATORIO DE AZUCARES Y DERIVADOS

TURNO: 10:30 a 12:20

PRÁCTICA 05: EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL

JUGO DE CAÑA

MIEMBROS DEL EQUIPO:

APELLIDO, PRENOMBRE: CUI

1. Gonzales Apaza Gunnar David 20193139
2. Cama Moreno Abraham Felipe 20193137

DOCENTE:
Irina Ximena Gonzales Acosta
Arequipa – 2022
 EXTRACCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DEL JUGO DE CAÑA

OBJETIVOS

- Conocer el proceso de extracción de jugo de caña

- Evaluar la purificación y concentración del producto

MARCO TEORICO

El procesamiento de la caña de azúcar para la obtención de la sacarosa empieza realmente en

el campo. La variedad de caña, el suelo en el cual se cultiva, las prácticas de manejo que
incluyen las dosis y épocas de aplicación de los fertilizantes, y el grado de madurez
determinan la calidad del material producido. La caña con óptima calidad da mayores
rendimientos fabriles para beneficio, tanto de los ingenios como de los cultivadores del sector
azucarero.

La calidad se reconoce en el momento de la molienda por la cantidad de azúcar recuperable

o rendimiento que se obtiene por tonelada de caña molida, lo cual depende de características
como: alto contenido de sacarosa, bajo contenido de materiales extraños, bajo contenido de
sólidos solubles diferentes de la sacarosa, y bajos niveles de fibra.

En la caña, el agua representa entre 73% y 76%. Los sólidos totales solubles (brix, % caña) varían
entre 10% y 16%, y la fibra (% de caña) oscila entre 11% y 16%. Entre los azúcares más sencillos se
encuentran la glucosa y la fructosa (azúcares reductores), que existen en el jugo de cañas maduras
en una concentración entre 1% y 5%. La calidad del azúcar crudo y de otros productos —como el
color y el grano (dureza) de la panela— dependen, en parte, de la proporción de estos azúcares
reductores, los cuales cuando aumentan por causa del deterioro o falta de maduración de la planta,
pueden producir incrementos en el color y grano defectuoso en la panela (Clarke et al., 1986a).

Los jugos de la caña de azúcar contienen pequeñas cantidades de almidón, aproximadamente entre
50 y 70 mg/l, en forma de gránulos, los cuales durante la molienda se separan del tejido vegetal y
se solubilizan en forma de dos estructuras moleculares: la amilosa y la amilopectina.

PROCEDIMIENTO:
Caracterización física de la caña
Determinar las dimensiones de las partes de la caña: diámetro de nudos, longitud de
entrenudos, numero de yemas/L, color, apariencia general.
Extracción de jugo.
El proceso experimental se detalla en la Figura 1.
Luego de la recepción de las cañas, es necesario controlar el peso y lavar.
Trozado, mediante esta operación se eliminará zonas dañadas y se cortará de tal manera de
facilitar la molienda, extrayendo la corteza muy dura para la molienda experimental.

Es necesario considerar estas pérdidas para evaluar el rendimiento final.

Imbibición y extracción, se considerará solo un 25% de incremento en peso teórico del jugo
extraído. Para el efecto se agregará agua (70°C máximo), considerar este tratamiento en la
discusión de sus resultados. En otro caso se considerará la temperatura de 80°C, por un
tiempo de 30 minutos y en una relación de 1 de caña y 2 de agua.
Determinación de azúcares reductores
Se determinará por el método espectofotométrico DNS (Miller, 1955)

Figura 1. Diagrama de operaciones en la obtención de jugo de caña clarificado y

concentrado.
Caña
Pesado
Lavado
Trozado
Eliminación de corteza
Imbibición

Extracción
Filtrado o colado
Filtración/Centrifugación
Producto

RESULTADO Y DISCUSIONES:

Dimensiones de la caña
 Características La caña presenta un tallo robusto, y se divide en 10 y 40
entrenudos
Color Por lo general el tallo de la caña es verde, pero en el interior es
de color gris o blanco.
Apariencia general Aceptable

Datos iniciales:

 peso inicial de la caña: 8.200 kg

 peso de la caña lavada y pelada: 7.615 kg
 peso después de la primera extracción de jugo: 5.175 kg
 peso después de la segunda extracción de jugo: 5.050 kg
 peso del jugo de la primera extracción: 1.785 kg
 peso del jugo de la segunda extracción: 1.385 kg
 peso de los jugos de la primera y segunda extracción: 3.170kg

Tabla 1 Características de la caña de azúcar.

LONGITUD NÚMERO
MUESTRA LONGITUD DIÁMETRO ENTRENUDO DE
DE CAÑA (cm) (cm) (cm) YEMAS PESO
1 30 4.2 11.3 2 625
2 35 4.2 17 1 705
3 42 4.5 14.5 2 720
4 25 3.5 8 2 225
5 20 3.9 14 1 220
6 43 4.4 14 2 845
7 35 3.8 19.5 3 485
8 44 4 17 3 655
9 35 3.9 11.5 2 460
10 32 3.8 16.3 2 430
11 28 4 9.6 3 385
 12 21 3.9 12.3 2 310
13 33 3.8 11.4 3 390
14 35 4.4 10.5 3 520
15 38 3.9 11 4 575
16 37 4 8.5 3 465
Total 533 64.2 206.4 38 8015
Promedio 33.3125 4.0125 12.9 2.375 500.9375

En la tabla 1 “Las características de la caña de azúcar”, se puede apreciar los datos de las
características físicas obtenidas de cada caña de azúcar, tales como la longitud de cada
caña, el diámetro, longitud de nudos, entre otros. Con ello decimos que la longitud total es
de la caña es de 533 cm que está dividido por 16 partes de diferentes tamaños, El diámetro
tienen un promedio de 4 cm, por lo que decimos que no existe una diferencia grande entre
diámetro; la longitud de nudos están en un promedio de 12.9 cm, siendo el más pequeño el
de 8 cm y el más grande 19.5 cm, dando como rango 11.5 cm, en cuánto a los números de
yemas el promedio es de 2.3. Por otro lado el peso total de todas las cañas es de 8.015 Kg.

Subespecie o variedad:

Determinación de Acidez:

Usamos la siguiente formula:

𝐺 ∗ 𝑁 ∗ 𝑃 − 𝑒𝑞 ∗ 100
%𝐼𝐴 =
𝑉

Dónde:
% IA: Porcentaje de ácidos grasos libres (g/100 g), expresados como
ácido oleico.
G: Gasto de NaOH 0,1 N (ml)
N: Normalidad de NaOH 0,1 N
P-eq: Peso equivalente
V: Volumen de la muestra

Determinación del peso equivalente:

Para esto consideramos:

𝐶3 𝐻4 𝑂𝐻 (𝐶𝑂𝑂𝐻)3 + 3𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝐶3 𝐻4 𝑂𝐻(𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎)3 + 3𝐻2 𝑂

Después de haber balanceado, deducimos que el hidróxido de sodio presenta 3 funciones en

la molécula. Por ello nos guiamos de la siguiente fórmula

𝑔
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 192.124 𝑚𝑜𝑙
𝑃 − 𝑒𝑞 = = = 64.041𝑔 − 𝑒𝑞
𝑛° 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎 𝐹
3 𝑚𝑜𝑙

= 0.064 𝑔 − 𝑚𝑒𝑞

Transformamos en meq, debido a que estamos trabajando con ml.

Nota: funciones = Equivalente

Jugo de caña:

Determinación de índice de acidez:

𝐺 ∗ 𝑁 ∗ 𝑃 − 𝑒𝑞 ∗ 100
%𝐼𝐴 =
𝑉

1.6 𝑚𝑙 ∗ 0.1 𝑁 ∗ 0.064 𝑔 − 𝑒𝑞 ∗ 100

%𝐼𝐴 = = 0.2%
5 𝑚𝑙

Jugo diluido:

Determinación de índice de acidez:

𝐺 ∗ 𝑁 ∗ 𝑃 − 𝑒𝑞 ∗ 100
%𝐼𝐴 =
𝑉

0.4 𝑚𝑙 ∗ 0.1 𝑁 ∗ 0.064 𝑔 − 𝑒𝑞 ∗ 100

%𝐼𝐴 = = 0.0512%
5 𝑚𝑙

Jugo combinado
Determinación de índice de acidez:

𝐺 ∗ 𝑁 ∗ 𝑃 − 𝑒𝑞 ∗ 100
%𝐼𝐴 =
𝑉

1.1 𝑚𝑙 ∗ 0.1 𝑁 ∗ 0.064 𝑔 − 𝑒𝑞 ∗ 100

%𝐼𝐴 = = 0.14%
5 𝑚𝑙

Determinación del porcentaje de sacarosa:

°𝐵𝑟𝑖𝑥 (%) = 𝐴 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 (%) + 𝑆𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑎 (%)

Tomamos antes la siguiente ecuación planteada:

𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 = 𝑎 (𝐶. 𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎) + 𝑏

Donde:

a: viene hacer la pendiente de la regresión

b: intercepto

Decimos:

𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 = 0.0274 (𝐶. 𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎) − 0.332

Ya con los datos de la absorbancia

Muestras:

 Jugo de caña→ no presenta datos de absorbancia

 Jugo diluido→ no presenta datos de absorbancia
 Jugo combinado→ 0.437

Para la determinación de C. glucosa del jugo combinado decimos:

0.437 = 0.0274 (𝐶. 𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎) − 0.332

28.06 𝑚𝑚𝑜𝑙 = 𝐶. 𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎

Tomamos los resultados de C. glucosa, para transformarlo en un valor porcentual:

1 𝑚𝑚𝑜𝑙 → 0.179 𝑔

𝐶. 𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 → 1 𝑔

Jugo combinado:

1 𝑚𝑚𝑜𝑙 → 0.179 𝑔

28.06 𝑚𝑚𝑙 → 1 𝑔

1𝑔 = 5.02 𝑔

Utilizamos la siguiente formula.

55.92 𝑔 → 100%

𝑥𝑔→𝐸%

Para el Jugo combinado.

55.92 𝑔 → 100%

5.02 𝑔 → 𝐸 %

𝐴𝑅 % = 8.97%

Ya obtenido el porcentaje de azúcar reductor, ahora calculamos el porcentaje de sacarosa:

Para el Jugo combinado.

°𝐵𝑟𝑖𝑥 (%) = 𝐴 𝑟𝑒𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 (%) + 𝑆𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑎 (%)

10 (%) = 8.97 (%) + 𝑆𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑎 (%)

1.03 % = 𝑆𝑎𝑐𝑎𝑟𝑜𝑠𝑎 (%)

Características del guarapo obtenido:

Características Jugo de caña Jugo diluido Jugo combinado

(extracción) (Imbibición)
°Brix 12 6 10
 pH 5.5 5.7 5.5
Gasto de NaOH 0.01N 1.6 ml 0.4 ml 1.1 ml
Acidez 0.2 0.0512 0.14
Color Verde musgo Verde oliva Verde musgo
Olor Afrutado azucarado Afrutado azucarado Afrutado azucarado
Aspecto general Característico Característico Característico
% de sacarosa - - 1.03%

°Brix:

La determinación de grados °Brix, permite identificar la cantidad de sacarosa que tiene un

producto como es el caso de la caña de azúcar. Para esto se parecía que el jugo de caña
tiene un grado °Brix de 12, siendo este la concentración de sacarosa más alto de las
muestras, debido que es el jugo natural de la caña. Por otro lado la muestra del jugo diluido
se obtiene un °Brix de 6, esto se puede deber a una combinación con el agua. Por último la
muestra del jugo combinado es de 10 °Brix, este resultado se obtuvo en la combinación de
la muestra de jugo de caña y la muestra del jugo diluido. Según en la investigación de M.
Aguirre y C. Poveda, Obtuvieron un jugo de caña final de 16.3°Brix, tomando como
referencia un rango de 10 a 16°Brix, esto para el jugo de caña final.

pH:

El pH, apreciamos como muestra inicial del jugo de caña de 5.5 pH, con esto decimos que
se encuentra en promedio con la otras mediciones. Para el pH del jugo diluido es de 5.7,
esto se puede deber a que el agua potable de la universidad presenta un pH de 6 a 6.5, con
ello el resultado de esa muestra aumentará. Como parte final de las mediciones del pH de la
muestra del jugo combinado, decimos que es de 5.5, resultante de la combinación de las
otras muestras ya mencionadas. Claro está que la NTP nos dice que el valor normal del pH
debe estar en 4.5, deduciendo esto existen posibles apreciaciones para este resultado, ya que
el parámetro que pone la NTP, puede tratarse de otra variedad de caña que se esté usando.
En cuanto al valor de la investigación de M. Aguirre y C. Poveda, dan como resultado de
pH de 3.76, las posibles variaciones para este resultado sería la disolución de ácido cítrico a
la muestra, ya que este permite disminuir la cantidad de pH.
Acidez:

El porcentaje de acidez se obtuvo a través de cálculos, expresando la cantidad de ácido

cítrico en la muestra final. En los valores apreciamos diferentes resultados, la muestra de
jugo de caña nos dio como gasto de NaOH, 1.6 y un porcentaje de índice de acidez de
0.2%, Para la muestra de jugo diluido el gasta es menor al anterior con 0.4 ml, por lo que el
porcentaje de índice de acidez también es menor con 0.05%, para la muestra final del jugo
combinado nos da un gasto de 1.1 ml y un % de índice de acidez de 0.14%. Según (Lopez,
y otros, 2013). El porcentaje de acidez que extrajeron según su investigación es de 0.52 %,
esto para la Materia Prima, decimos que nuestro porcentaje de índice de acidez para el jugo
de caña es menor al valor de los dato experimentales de (Lopez, y otros, 2013). Como
producto final nos indica que tienen un valor de 0.18 %, Dando como resultado a un valor
cercano a nuestro producto de jugo combinado.

Aspectos sensoriales:

En los aspectos sensoriales se obtuvo como resultados el color y olor. En cuanto al color
para la primera muestra nos da un verde musgo, debido a la cantidad de clorofila que
presenta; para la muestra 2 del jugo diluido nos da un verde oliva, esto por la combinación
con el agua y por la primera extracción dela muestra 1 “jugo de caña”. Para la muestra final
el jugo combinado presenta un color verde musgo. Para el olor todos presentaron un aroma
afrutado azucarado, ya que la caña de azúcar presenta una cantidad de sacarosa.

% Sacarosa:

Para el porcentaje de sacarosa no se obtuvieron 3 resultados, debido a que la muestra final

ya tenía la muestra 1 y la muestra 2 ya combinado, con ello solo se extrajo el resultado de la
muestra 3, en el espectrofotómetro dándonos como absorbancia de 0.437, podemos decir
este resultado no es exacto debido a que el espectrofotómetro estaba des calibrado. Con ello
de igual forma obtuvimos resultados de la muestra 3, primeramente midiendo la C. glucosa.
Con esto para determinar el porcentaje de azúcar reductor; el porcentaje de sacarosa nos da
1.0.3%, según la NTP el producto final debería extra entre 18% de sacarosa, con esto es
posible que nuestro resultado se menor, por adición de agua, disminuyendo la cantidad de
fructosa, sacarosa y glucosa.
Balanza de masa de la caña de azúcar:

8.200 kg Recepcion de
materia prima

7.615 kg Lavado de
caña

Picadora

Eliminación
de corteza

1.785 kg 1era
extracción

5.175 kg Bagazo

Filtro de
colador

2da
1.385 kg extraccion

5.050 kg Bagazo

Jugo de caña
combinado

3.170kg Pesado

Producto

Fuente: Elaboración propia

Rendimiento:

8.200 𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑎ñ𝑎 → 100%

3.170𝐾𝑔 𝑗𝑢𝑔𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎ñ𝑎 → 𝑋 %

100% ∗ 3.170𝐾𝑔 𝑗𝑢𝑔𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎ñ𝑎 = 𝑋 % ∗ 8.200 𝐾𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑎ñ𝑎

38.65 % = 𝑋 %

En este balance de masas podemos detallar el peso de la materia prima inicial que es de
8.200kg de caña, como la extracción del jugo final que es de 3.170 kg de jugo de caña
combinado; con lo que el rendimiento es de 38.65%; con esto podemos darnos una idea en
cuanto de materia prima es utilizado para obtener una cantidad de jugo de caña, es por ello
podemos tener en cuenta el emprendimiento de una empresa ya sea como néctares, bebidas
alcohólicas, entre otros.

RECOMENDACIONES:

 Es recomendable tener los utensilios necesarios para tener la facilidad, para obtener
una mejor extracción de jugo de caña.
 Tener en cuenta EPP, debido a que se utiliza el molino de rodillos para la extracción
del jugo de caña de azúcar.
 Tomar en cuanto que toda contaminación externa, influir en los resultados
obtenidos.

CONCLUSIONES

- El proceso de obtención de la caña de azúcar es de 38.65%, el jugo presentó un aroma

afrutado azucarado y el porcentaje de sacarosa nos da 1.0.3%.

- Se evaluó características fisicoquímicas de la caña medición de sólidos solubles, pH, ,

acidez, purificación y concentración del producto

CUESTIONARIO:
1. Reportar los puntos críticos del proceso:

Como puntos críticos determinamos: La concentración inicial del jugo de caña,

como también el control de temperatura para la segunda extracción. Como punto
crítico principal seria la medición de °Brix, tanto como la muestra inicial como la
muestra final.

2. Cuáles son las variedades de cañas que hay en Perú y en la región de Arequipa:

Las principales variedades de azúcar que se cultivan en el Perú son 18. Estas
variedades, difieren en características como brotamiento, formación de macollo,
crecimiento, acamamiento, riqueza de pol y capacidad soquera. Las variedades de
brote más rápido son la H44 – 3098, H50 – 7209, H52 – 4610, H55 – 8248.

Cuadro N°3 Variedades de Caña de Azúcar en el Perú

Variedad de Caña Brotamiento

H32 – 8560 Moderado
H37 – 1933 Moderado
H38 – 2915 Moderado
H39 – 5803 Lento
H44 – 3098 Rápido
H49 – 104 Moderado
H50 – 2036 Moderado
H50 – 7209 Rápido
H51 – 8194 Moderado
H52 – 4610 Rápido
H54 – 2508 Moderado
H55 – 8248 Rápido
H57 – 5174 Rápido
PCG57 – 0497 Lento
PCG57 – 0586 Lento
PVG59 – 2194 Lento
Lar52 – 604 Lento
P12 – 745 (Azul Casa Grande) ...........

Fuente: Empresas Azucareras Agrarias

La empresa chucarapi actualmente en este complejo agroindustrial se viene cultivando las
siguientes variedades:

 H57 5174
 H50-7209
 Mex73-523
 PR 1111
 V7151
 V5
3. Que equipos y/o maquinarias son utilizados a nivel industrial en el
procesamiento de caña de azúcar.
Las maquinarias empleadas para la extracción de jugo de caña para una manera
industrial:
Figura 1: Trapiche industrial

Fuente: Made in china, 2020

Caña de azúcar industrial en un modelo eléctrico, para extraer el jugo, especialmente de

Saccharum zumo, jugo de caña de azúcar. El extractor de jugo de caña de azúcar en el
rendimiento es bueno y puede tener un produccion de 4000kg/h.

BIBLIOGRAFÍA:

Aguirre, M., & Poveda, C. (2019). Jugo de Caña de Azúcar Envasado en Vidrio.
Guayaquil, Ecuador: Escuela Superior Politécnica del Litoral.
 https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/13596/1/Jugo%20de%20Ca
%C3%B1a%20de%20az%C3%BAcar%20envasado%20en%20vidrio.pdf
Abernethy, P. E.(1986). Factores que afectan los niveles de color que ingresan a un
ingenio azucarero. proc. agosto Soc. Tecnología de la caña de azúcar.
CENICAÑA (1982) Centro de Investigación de la Caña de Azúcar de Colombia). Efecto de la materia
extraña en la calidad de la caña. En: Informe Anual . Cali, Colombia

Jason. (2020). El uso industrial de 4000kg/h extractor de jugo de caña de azúcar . Made in
china. https://es.made-in-china.com/co_chinanc/product_Industrial-Use-4000kg-H-
Sugar-Cane-Juice-Extractor_ergseehhg.html
Lopez, E., Sanchez, M., Cid, S., Herrera, J., Benitez, M., Tzoni, M., . . . Peral, N. (2013).
Obtencion de caracterizacion del jugo de caña de azucar y su viabilidad economica.
Universidad Tecnologica de Azucar de Matamoros.
https://www.ecorfan.org/handbooks/pdf/CAc11.pdf
midagri. (2018). Variedades de Caña de Azúcar. midagri.
https://www.midagri.gob.pe/portal/29-sector-agrario/azucar/243-produccion?start=3
Quezada Moreno, W., & Gallardo Aguila, I. (2014). Clarificación del jugo de caña
mediante el empleo de plantas mucilaginosas. Universidad Técnica del Norte.
https://www.redalyc.org/pdf/2231/223132853007.pdf