Mendoza et al., Optimización del proceso de preparación de caña incorporando una pre-picadora  
OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE PREPARACIÓN DE CAÑA  
INCORPORANDO UNA PRE-PICADORA EN UNA INDUSTRIA  
AZUCARERA  
1
2
J. Ortiz-Mata , Alberto León-Batalla  
1
Facultad Ciencias de la Ingeniería, Universidad Estatal de Milagro (UNEMI), Km 1.5 vía Km 26, Ciudadela  
Universitaria Milagro 09150, Ecuador; jortizm2@unemi.edu.ec; orcid.org/0000-0003-0466-4093  
2
Facultad Ciencias de la Ingeniería, Universidad Estatal de Milagro (UNEMI), Km 1.5 vía Km 26, Ciudadela  
Universitaria Milagro 09150, Ecuador; aleonb2@unemi.edu.ec; orcid.org/0000-0001-6643-4694  
Recibido (26/09/16), aceptado (25/01/18)  
Resumen: En el presente artículo se demostrará cómo optimizar el proceso de preparación de caña  
en Compañía Azucarera Valdez, incorporando una pre-picadora montada en el transportador principal  
de caña mecanizada y no mecanizada dentro del proceso de preparación, lo que va a incidir en tener  
una mejor extracción del jugo, ahora que su proceso siguiente es el de extracción mediante un sistema  
de difusión al haber adquirido un moderno difusor. El objetivo es incrementar la densidad del lote de  
caña y de esta forma aumentar la extracción de la sacarosa y razón o capacidad de molienda (TCH).  
Además de incrementar el índice de preparación de caña (OPC) relacionado directamente con la  
cantidad y calidad de cuchillas y martillos en picadoras y desfibrador. La pre-picadora fue diseñada  
tomando como referencia información bibliográfica y la experiencia de técnicos involucrados en el  
proceso, quienes indicaron que uno de los factores que interviene directamente en la capacidad  
de procesamiento de caña en el difusor, es el porcentaje de caña preparada. Con esta forma de  
optimización se logró eliminar picos de potencia eléctrica generados por la picadora principal tipo  
Swing Back, mejorando la continuidad en la molienda, disminuyendo los micro tiempos en el conductor  
horizontal o principal, a más de eliminar totalmente los picos por sobrecargas de corriente eléctrica.  
Palabras: Clave:Caña, conductor, molienda, pre-picadora, optimización, proceso, potencia, porcentaje  
de celdas abiertas (OPC), proceso  
OPTIMIZATION OF THE PREPARATION PROCESS CANE  
INCORPORATING A PRE-MINCER IN A SUGAR INDUSTRY  
Abstract: In this article will demonstrate how to optimize the process of preparing cane Valdez Sugar  
Company, incorporating a pre-grinder mounted on the main conveyor mechanized cane and non-  
mechanized in the preparation process, which will affect a better juicing, now that his next process is  
the extraction through a broadcast system having acquired a modern diffuser. The aim is to increase  
the density of the batch of cane and thus increase: extraction of sucrose and reason or milling capacity  
(
TCH). In addition to increasing the rate of cane preparation (OPC) related directly to the amount and  
quality of knives and hammers on choppers and pulper. The pre-chopper was designed with reference  
bibliographic information and experience of technicians involved in the process, who indicated that  
one of the factors directly involved in processing capacity cane Diffuser, is the percentage of prepared  
cane. With this form of optimization succeeded in eliminating peaks of electric power generated  
by the main mincer type Swing Back, improving continuity in milling, reducing micro times in the  
horizontal or principal conductor, more than completely eliminate the peaks overcurrent power..  
Key words: Process optimization, cane, pre-grinder, conductor, power, grinding, percentage of open cells  
(OPC).  
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I. INTRODUCCIÓN  
con el ingreso de la misma al difusor, pasando por los  
Actualmente Compañía Azucarera Valdez se juegos de cuchillas (2), nivelador (1), desfibrador (1)  
encuentra comprometida con el aumento de la y electroimán (Figura. 1). El frenado del conductor  
productividad de todos sus procesos internos. Siendo horizontal debido a inconvenientes de preparación de  
la razón de molienda tema de discusión permanente caña es el problema más relevante que implica falta de  
entre los técnicos de fábrica involucrados en este continuidad en la molienda y aumento en el consumo  
proceso, teniendo como objetivo principal mantenerlo y de corriente eléctrica, con picos muy altos en distintos  
mejorarlo, por lo cual fue necesario buscar e investigar intervalos de tiempo, por lo que es necesario eliminar  
dentro de la mejora continua de los procesos internos, dichos picos de corriente y de potencia ejercida por la  
la investigación bibliográfica y en la web, así como primera picadora de caña Swing Back. La metodología  
valiéndose de la experiencia del personal técnico consiste en diseñar y calcular una pre-picadora montada  
relacionado con el problema. Quienes indicaron que antes del primer juego de cuchillas, mejorando la  
uno de los factores que intervienen directamente en la disposición de la estación de picado de caña, consistente  
capacidad de procesamiento de caña en el difusor, es el de dos juegos de cuchillas, un nivelador y un  
parámetro porcentaje de caña preparada (OPC) [1].  
desfibrador extra pesado. La pre-picadora procesará la  
Por definición en el medio azucarero el proceso caña entera y la volverá trozos pequeños, previniendo  
de preparación de caña comienza en las mesas de atascamientos de los conductores, a causa del  
alimentación, donde se depositan la caña mecanizada y amontonamiento desmedido de la caña mecanizada  
no mecanizada que llega desde el campo, concluyendo y no mecanizada.  
Figura 1. Proceso de preparación de caña para 70, y actualmente predomina en aproximadamente  
abastecer al difusor en Compañía Azucarera Valdez 80% de las plantas de Brasil [4] y [5].  
En Brasil, a pesar de que existe un  
El proceso de reparación de la caña sin duda es gran predominio y preferencia de sistemas de  
la variable de mayor importancia para obtenerse el extracción a través de molinos, en los últimos años  
rendimiento esperado de un difusor. El índice de ocurrió, en los proyectos “greenfield”, un aumento en  
preparación debe ser de 90% mínimo y con fibras el interés por difusores. Hoy son aproximadamente  
largas que permitan una alta tasa de percolación. 32 ingenios operando con difusores, representando  
Preferencialmente se debe usar una desfibradora aproximadamente 7% del total de las plantas existentes  
extra pesada [2]. Estudios apuntan que elevándose en el país [6]. Siendo la  
el índice de preparación de 88% para 92% el gaño es  
de aproximadamente 1% en la extracción [3].  
Compañía Azucarera Valdez S.A. la primera  
organización industrial en Ecuador en adquirir este tipo  
El Difusor es una alternativa para el proceso de equipos.  
de extracción de jugo de caña, ganó bastante  
popularidad en África del Sur en las década de 60 y  
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II. DESARROLLO  
.Métodos y materiales  
1
La determinación de la altura del colchón de caña  
entre la plataforma del conductor horizontal y la Donde:  
disposición de las cuchillas que contienen las picadoras, i1 = Porcentaje de caña no picada por pre-picadora.  
fue realizada haciendo uso de la formula dada por r1= 2740 mm. (Altura entre el conductor y la parte más  
Hugot [7], que explica el efecto de la altura del colchón baja de las cuchillas)  
sobre el porcentaje de caña preparada, mostrándonos la h1 = 4000 mm. (Altura del colchón de caña ante de la  
siguiente expresión (1):  
pre-picadora en mm.)  
Calculo del porcentaje de cañas cortadas por pre-  
picadora, con relación a la unidad:  
Dónde:  
i=% de caña dejada de preparar  
r=h– =Distancia en (mm) entre la superficie del  
transportador y la parte más baja de las cuchillas de la Donde:  
picadora.  
k1= % (Porcentaje de caña cortada con relación a la  
h=Altura del colchón de caña (mm)  
unidad)  
i1= 68.5 % (Porcentaje de caña no cortada por pre-  
picadora)  
Una vez determinada la potencia consumida por  
la picadora N°1, se procede a calcular de la potencia  
consumida por la pre-picadora a través de (5) donde se  
incluye el porcentaje de caña no cortada con relación a  
la unidad encontrado con (4).  
Figura 2. Picadora N° 1 utilizada en la Preparación de  
caña zafra 130, año 2014  
=
1
.1.Cálculo de la potencia consumida por la pre-  
picadora de caña.  
Donde:  
Para el cálculo de la potencia consumida por la P_(pre-picadora) = Potencia media consumida por las  
pre-picadora se determinará la altura del colchón de cuchillas en HP.  
caña en mm (Figura 2) haciendo uso de (2), misma k1= 0.315 (Porcentaje de caña picada en relación a la  
que relacionan dos parámetros importantes, TCH y la unidad).  
densidad de caña paralela.  
C = 500 TCH (Caña molida)  
n_(pre-picadora)= 284 RPM (Velocidad de rotación de  
las cuchillas en RPM).  
R = 82 cm (Radio del circulo de rotación en la punta de  
las hojas).  
h1= Altura del colchón de caña.  
C = 500 TCH (Toneladas de caña por hora).  
p_(pre-picadora)= 21 cm (paso de las cuchillas pre-  
v = 10.5 m/min (Velocidad conductor horizontal de picadora)  
caña).  
1.2.Calculo de la potencia picadora Nº 1 de caña.  
Uno de los factores que influyen en la potencia de  
L = 2 m (Ancho del conductor en metros)  
d = 100 Kg/m³ (Densidad de cañas paralela) ¨Antes del la picadora N°1 es la altura total del colchón de caña  
primer juego de cuchillas¨  
después de la pre-picadora (Figura 3), resultando del  
El porcentaje de cañas no picadas por pre-picadora, producto de la altura del colchón de caña y el porcentaje  
con relación a la unidad y el porcentaje de cañas cortadas de caña antes de la pre-picadora (6).  
por pre-picadora son calculados por medio de (3) y (4):  
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Dónde:  
k_(2 )= % (porcentaje de cañas cortadas por la picadora  
N°1).  
i_(2 ) = 2.9% (porcentaje de cañas no cortadas por la  
picadora N°1).  
Habiendo encontrado k_(2 )calculamos la potencia  
Figura 3. Pre-picadora y picadora N°1 utilizada en zafra que desarrollara la picadora N°1 con (9).  
1
1
31, año 2015  
´
h ´ = h × i  
1
1
h1´ = 4000 mm × 68.5% = 2740 mm  
h = h1 × h1´´  
´
2
h = 2740 mm + 760 mm = 3500 mm  
2
h = 3.5 mt.  
2
Donde:  
Dónde:  
h_2=Altura total del colchon de caña antes de la  
picadora N°1.  
P_(picadora 1 )= Potencia media consumida por las  
cuchillas en HP.  
k_(2 )= 0.971 (proporción de cañas cortadas, con  
relación a la unidad).  
´
´
=
760 mm (Altura del colchón de caña picada en  
la pre-picadora).  
h
1
´
=
2470 mm (Altura del colchón de caña sin picar  
C = 500 TCH (caña molida).  
n_(picadora 1 )=630 rpm (velocidad de rotación de  
h
1
en la pre-picadora).  
h_1= 4000 mm (Altura del colchón de caña antes de la las cuchillas en RPM).  
pre-picadora).  
R = 91.6 cm. (radio de círculo de rotación en la punta  
i_1= 68.5 % (Porcentaje de caña no picada por pre- de las hojas en cm).  
picadora).  
Así como se calculó el porcentaje de caña no  
1.3. Materiales y presupuesto.  
Habiendo determinado la altura entre pre-picadora,  
cortada por pre-picadora, también se deberá calcular picadora N°1 y el conductor horizontal, se calcularon  
el porcentaje de caña no cortada por picadora Nº 1 sus respectivas potencias, se detallan materiales y  
empleando (7), donde se toma como referencia el presupuesto requeridos para la ejecución del proyecto  
colcho de caña después de la pre-picadora tal como se (Tabla I):  
muestra a continuación:  
Tabla I. Lista de materiales y presupuesto necesario  
para ejecución del proyecto.  
Donde:  
i_2 = % Porcentaje de caña no cortada por picadora Nº  
1
.
r_2 = 102 mm (Altura entre el conductor y la parte más  
baja de las chuchillas).  
h_2 = 3500 mm (Altura total del colchón de caña antes  
de la picadora Nº 1).  
Haciendo uso de i_2 calculamos el porcentaje de cañas  
cortadas por la picadora N°1 (8).  
2. Resultados  
Una vez construida e instalada la pre-picadora se  
tomó información concerniente a la potencia generada  
por la picadora N°1 en zafra 130 (Tabla II) comparándola  
con la información obtenida en supervisión del  
comportamiento del proceso de preparación de  
caña durante siete días de zafra 131 (Tabla III y IV),  
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observando los resultados esperados y evidenciados en Tabla IV. Promedio de potencia consumida por la  
Figura 4.  
picadora N°1 en el proceso de preparación de caña  
durante una semana en zafra 131.  
Tabla II. Promedio de potencia consumida por la  
picadora N° 1 en el proceso de preparación de caña  
durante una semana en zafra 130.  
ZAFRA 130  
20-26 Agosto/2014  
43,107.84  
24,558.05  
67,665.89  
63.63%  
36.37%  
100%  
PICADORA N°1  
Día  
Promedio  
potencia por  
día HP  
1
2
3
4
5
6
7
20 de agosto del 2014  
21 de agosto del 2014  
22 de agosto del 2014  
23 de agosto del 2014  
24 de agosto del 2014  
25 de agosto del 2014  
26 de agosto del 2014  
1829  
2006  
1977  
1971  
1828  
1901  
1552  
PROMEDIO DE LA POTENCIA CONSUMIDA  
DURANTE LA SEMANA HP  
1866  
Tabla III. Promedio de potencia consumida por la  
pre-picadora en el proceso de preparación de caña  
durante una semana en zafra 131.  
ZAFRA 131  
Fecha:  
20-26 Julio/2015  
Ton. C. Mecánico.  
Ton. C Manual:  
Ton. Métrica total:  
40,066.96  
24,900.05  
64,967.01  
62.07%  
37.93%  
100%  
PRE-PICADORA  
2
500  
000  
Promedio  
potencia  
por HP  
119  
2
Día  
1500  
000  
1
2
3
4
5
6
7
20 de Julio del  
015  
21 de Julio del  
015  
23 de Julio del  
015  
24 de Julio del  
015  
25 de Julio del  
015  
26 de Julio del  
015  
27 de Julio del  
015  
1
2
500  
131  
59  
2
0
1
2
3
4
5
6
7
DIAS RELACIONADOS  
2
67  
Picadora # 1 Zafra 131  
Pre-picadora zafra 131  
Picadora # 1 Zafra 130  
2
Figura 4. Comparación de Consumo de Potencia (zafra  
30 – zafra 131).  
87  
1
2
A continuación, se muestran el efecto resultante del  
105  
74  
montaje de la pre-picadora reflejado en el consumo de  
corriente del motor eléctrico de picadora N°1, donde se  
observa la desaparición total de los picos de corriente  
debido a sobrecargas (Figuras 4 y 5) ocasionado por  
los puntos expuestos anteriormente en comparación de  
consumo de potencia:  
2
2
PROMEDIO DE LA POTENCIA  
CONSUMIDA DURANTE LA SEMANA  
HP  
92  
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se incorporaba el pre-picador, puesto que las paradas y  
arranques del motor fueron reducidas.  
III. CONCLUSIONES.  
La potencia eléctrica de operación picadora de caña  
N°1 disminuyó al incorporar la pre-picadora. También  
se eliminaron los picos por sobrecarga de corriente  
eléctrica.  
Se mejoró notablemente el trabajo de la picadora N°1  
manteniendo una razón de molienda (TCH) continúa.  
La razón de molienda se incrementa directamente  
proporcional al incremento del índice de preparación de  
caña (OPC)  
La pre-picadora de caña opera en un mejor  
performance cuando trabaja con caña larga o corte  
Figura 5.- zafra 2012 (picos máximos de corriente – manual, donde es capaz de picar el 31% de la caña que  
motor picadora N° 1).  
llega al conductor horizontal.  
Conajustesadecuadosdelosparámetrosdeoperación  
del sistema de control en el área de preparación de caña,  
se pueden generar incrementos notables de la capacidad  
de molienda.  
Se demostró la conveniencia de este tipo de pre  
picadoras, por lo que se recomienda su instalación en  
procesos de preparación de caña tanto para molinos  
como en difusores. Ya que disminuyen notablemente  
los consumos de energía y mejoran la continuidad de la  
molienda, cómo se lo demuestra en esta investigación.  
Es importante el diseño de porta cuchillas y cuchillas  
paraprepicadoras, debenserlosuficientementerobustos  
para disminuir los tiempos perdidos por mantenimiento.  
Para implementar un mejor control de los niveles que  
optimicen el % de preparación de caña, se recomienda  
instalar indicadores de nivel mecánicos o electrónicos  
en las diferentes etapas de los transportadores de caña.  
Figura 6.- Zafra 2015 (picos máximos de corriente –  
motor picadora N° 1).  
IV.REFERENCIAS.  
[1]Mendoza I.; 2006. Índice de preparación en caña de  
3
. Discusión de resultados  
azúcar, VI Congreso azucarero ATALAC, Guayaquil.  
En la semana de zafra 130 la potencia promedio [2]Rein P.; 2007. Cane Sugar Engineering, Verlag Dr.  
consumida es de 1866 HP, estose debe a que el conductor Albert Bartens KG- Berlin.  
horizontal sufre paradas aleatorias derivadas de la baja [3]Fabe A. Dedini S.A. Industrias de base. Rod. Rio  
densidad del lote caña, conllevando a elevados picos de Claro-Paricicaba. III Congreso AETA, Sep.18-20 del  
potencias volviendo deficiente el proceso.  
2013. Guayaquil-Ecuador.  
Consecuentemente la pre-picadora aumentó [4]Rein P.W.; 1995. A Comparison of Cane Diffusion  
la densidad del lote caña y por ende el índice de and Milling. Proc. S. Afr. Sug. Technol. Ass., 69, 196-  
preparación de caña, esto hizo que se eviten “picos de 200. La Lucia.  
botella” o amontonamientos, eliminado sobrecargas [5]Voigt I.; 2010. The Implementation of South African  
en las cuchillas de la picadora N°1, disminuyendo la Sugar Technology: The World’s Largest Sugarcane  
potencia consumida en un 37%. Además, se pudo Diffusers. Proc. Int. Soc. Sugar Cane Technol., Vol 27.  
evidenciar la incidía directa en el consumo de corriente Durban.  
donde se eliminaron los picos que superaban la corriente [6]Olivério J.C.; 2013. Juice Extraction  
nominal en 60 veces en la zafra anterior cuando aún no System: Mills and Diffusers – The Brazilian  
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UNIVERSIDAD, CIENCIA y TECNOLOGÍA Vol. 22, Nº 87 Junio 2018 (pp. 37-43)  
Mendoza et al., Optimización del proceso de preparación de caña incorporando una pre-picadora  
Experience. ISSCT , Sao Paulo.  
Proc. Int. Soc. Sugar Cane Technol. Vol. 27.  
[
7]Hugot. E.; 1984. Manual para Ingenieros India.  
Azucareros; Cía. Editorial Continental, S.A.  
de C.V., México.  
8]Mullapud N.; 2010. Comparison of  
[
Diffusion and Milling at a Cane Sugar Plant  
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