el almacenamiento vla conservacion de los granos · 2018-09-07 · altura de 2 metros, precisán...
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EL ALMACENAMIENTO V LA,
CONSERVACION DE LOS GRANOSParte 2.- Instalaciones para el secado de los granos
En esta segunda parte se analiza las instalaciones en lasque se realiza el secada de las granas, así cama algunascaracterísticas de las combustibles que se utilizan en lassecaderas.
34JULIO 2012
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El proceso de secadopuede acelerarse recurriendo a las instalaCiones Que se conocen
como secaderos. La eliminación
del agua se favorece el someteral grano a una comente de airecaliente y con baJO contenido dehumedad.
La calidad del secado y laeficIencia energética del proceso guardan relación con lascaracterlsttcas técnicas del se-cadera, y a medida que aumenla su tamano se reduce el consumo específico de energía. yaen los grandes se utlhzan metorlos Clrcurtos de recuperación decator
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orden de 1 500 a 2 000 kcal/kgde agua evaporada.
Secaderos estáticos conrecirculación de granos
Una mejora de los secaderos estáticos se consigue conel sistema de recirculación delgrano, lo cual lleva a un secado por lotes sucesivos. El grano permanece en el secaderohasta que completa su secado,pero existe un dispositivo quele obliga a circular de maneracontinua, extrayéndolo por elfondo e introduciéndolo simultáneamente por la parte superior. Este dispositivo se utilizaasimismo para el vaciado delsecadero una vez completadoel proceso.
Los secaderos estáticoscon recirculación de grano quese comercializan son de dos tipos:• Móviles con recirculación por
tornillo sin-fin, que disponende una tolva cilíndrica perforada en el centro, en la cual sesitúa el tornillo sin-fin que realiza la recirculación del granodurante el secado (Figura 8).El aire caliente que atraviesael grano llega desde el generador a una cámara central
FIGURA 7.- ESQUEMA DEL FUNCIONAMIENTODE UN SECADERO ESTÁTICO
• Energía efectiva aprovechadaen el secado: 50%
Energía calorífica entrada: 100%
Pérfidos:• Intercambio generador: 15.0%• Calor en el aire saturado de
salida: 15.0%• No saturación del aire: 12.0%• Calor del grano seco: 5.5%• Por las paredes: 2.5%
Fuente: Euromot
locada radialmente en la base,se pueden secar capas hasta de80 cm; también puede utilizarseeste sistema en silos de mayoraltura (4 m), pero en este casose necesita otro tornillo sin-finvertical que desplace el granosobre todo el volumen del silo.El rendimiento térmico de lossecaderos estáticos es bajo, del
salida del grano
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Para el secado de granosse comercializan tres tipos desecaderos: estáticos, estáticoscon recirculación del grano ycontinuos.
FIGURA 6.- ESQUEMA Y BALANCE ENERGÉTICODE UN SECADERO SIN RECUPERACiÓN DE CALOR
En los secaderos estáticosel grano permanece quieto durante todo el proceso, aunqueen los más perfeccionados sedispone de elementos que realizan su removido durante elsecado
El aire caliente entra por laparte inferior de la capa de grano y sale por la superior arrastrando de manera progresivasu humedad Esto trae comoconsecuencia diferencias decontenido de humedad entre lascapas superior (más húmeda) yinferior (más seca), aun en el caso de trabajar sobre espesoresreducidos (30 a 50 cm).
En los más perfeccionados,con dispositivos de agitación, seutiliza aire calentado hasta 5060°C, Yun caudal de aire de 140m3/h por m3 de grano, que llegaa través del fondo perforado.Con un doble tornillo sin-fin, co-
Secaderos estáticos
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FIGURA 8.- ESQUEMA DEL FUNCIONAMIENTO DE UNSECADERO ESTÁTICO CON RECIRCULACIÓN DE GRANO
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Fuente: Euromot ....
FIGURA 9 A.- ESQUEMA DEL FUNCIONAMIENTODEL SECADO CON CANALES ABIERTOS
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de paredes perforadas, querodea al tornillo sin-fin, en laque se distribuye por todo elvolumen. El conjunto se encuentra montado sobre ruedas, de manera que se puedearrastrar con un tractor, quetambién lo puede accionarcon la toma de fuerza, tanto elsin-fin de recirculación comoel ventilador que impulsa el aire caliente sobre la masa degrano. El consumo específicode energía es de 900 a 1000kcal/kg de agua evaporada.Los tamaños de tolva admitenentre 10 y 20 t de grano.
• De columna con recirculaciónmediante elevador de cangilones, que normalmente son fijos; el grano desciende por unacolumna central, siendo atravesada la masa de grano porel aire caliente que procede decanales situados en la propiamasa El grano efectúa tantosrecorridos como sean necesarios para su secado, de lo cualse encarga un transportador decangilones que lo eleva desdela parte inferior hasta la partesuperior del secadero.
Con los secaderos de recirculación de grano se produce un
aumento del2 a13% de los granos partidos como consecuencia de los numerosos recorridosque tiene que realizar el granohasta su completo secado. Lacalidad del secado depende delas temperaturas que se admiten para el aire que se insuflaen la masa de grano.
Secaderos continuos
En los secaderos continuosel secado se realiza con una sola pasada del grano. En funciónde la forma en la que avanza elgrano se establecen los siguientes tipos:
• Secaderos continuos de cascada, en los que se utiliza unasuperficie inclinada, sobre laque circula el grano ayudadopor un transportador de travesaños, formada por láminascolocadas en persiana quedejan pasar el aire caliente. Elespesor de la capa de grano esde 15 a 20 cm. Existen dos tipos de secaderos en cascada:los que realizan el secado conuna sola pasada del grano y losde 'doble flujo', especialmenteapropiados para el secado demaíz, en los que el grano realiza un recorrido de ida y otro de
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vuelta sobre dos superficiesinclinadas superpuestas. Estomejora le rendimiento del secadero, ya que el aire alcanzamayor saturación.
• Los secaderos continuos decelda utilizan silos cilíndricos,como los utilizados en el almacenamiento del grano, conun fondo perforado por el quese difunde el aire caliente pro-
FIGURA 9 B.- ESQUEMA DELFUNCIONAMIENTO
DEL SECADO EN COLUMNA
grano húmedo
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cedente de un generador contemperatura entre 40 y BO°Csegún la naturaleza del producto que se tiene que secarEl aire atraviesa la masa degrano que se encuentra en lacelda, que no debe superar laaltura de 2 metros, precisándose un caudal de 300 m3/hy m3 de grano almacenado.Cada cierto tiempo (calculadopara el secado de la capa inferior) se pone en marcha untornillo sin-fin de fondo queextrae de la celda una capade grano de unos 30 cm, quese considera suficientemente seca, a la vez que actúael sistema de llenado paracompensar el volumen degrano extraído. Este tipo desecadero resulta muy versátily puede ser utilizado posteriormente como celda de almacenamiento de grano.
• En los secaderos continuosverticales el grano desciendepor gravedad desde una tolva,que sirve además como zonade precalentamiento del grano,a través unas conduccionesformadas por chapas dobladasy dispuestas en persiana, quedejan pasar el aire caliente querealiza el secado, y que obligan
al grano a presentar todas suscaras para conseguir mayoruniformidad El conjunto se automatiza controlando la velocidad de avance del grano en lasconducciones. La parte inferiorde las conducciones de granose puede utilizar como zonade enfriamiento, o como zonade secado, si está previsto elenfriamiento lento diferido delmismo. Los elementos quecomponen el secadero son defabricación modular, por lo quese pueden montar en el lugar,adaptándose a las características de la instalación. En ocasiones, los canales por los quecircula el grano son dobles, encuyo caso el grano que circulamás próximo a la entrada delaire caliente lo hace a mayorvelocidad que en el otro ladodel canal.
Finalizado el período de enfriamiento el grano se puedetrasladar a la celda de almacenamiento definitivo.
Ilos combustibles en lossecaderos
El secadero utiliza uncombustible, en cuyo proce-
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so de combustión se desprende el calor necesario para laevaporación del agua de losproductos que se secan. Elcalor que se produce durantela combustión depende de loque se conoce como capacidad calorífica superior delcombustible; sin embargo loque verdaderamente interesaconocer es la capacidad calorífica inferior, obtenida a partirde la superior una vez descontado el calor que se necesitapara evaporar el agua que seproduce en la combustión. Lacapacidad calorífica inferiordel combustible es el queproporciona la energía paraevaporar el agua.
Los combustibles utilizadosy las capacidades caloríficas inferiores correspondientes sonde las siguientes:• Gasóleo, con 10 150 kcal/kg• Propano, con 11010 kcal/kg• Butano, con 10 920 kcal/kg
FIGURA 10.- SECADO MEDIANTEVENTILACiÓN
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• gas natural, con 11240 kcal/kg(tipo Argelia).
También se puede utilizarbiomasa de diferente tipo; 3-4kg de biomasa equivalen energéticamente a un kg de gasóleo El rendimiento térmico esel porcentaje de energía recuperada respecto a la energíaconsumida.
El caudal específico, o renovado, es la cantidad de aireque atraviesa 1 m3 de grano enuna hora. En los secaderos continuos con canales este caudalespecífico se encuentra entre1 500 Y 2 000 m3 de aire/horapor m3 de grano
El consumo térmico específico indica la cantidad de calor que se necesita utilizar parasecar 1 kg de agua. Es un datoimportante del secadero ya quese encuentra directamente relacionado con el consumo decombustible, e interesa que suvalor sea lo menor posible.
El consumo térmico específico para secaderos industriales bien diseñados es del ordende 800 a 850 kcal/kg de aguaevaporada, mientras que en lossecaderos pequeños solo sepuede llegar a 900 kcal/kg. Esfrecuente encontrar secaderosantiguos con consumo térmicoespecífico de hasta 1 200 kcal/kg. Esto significa unos costesde secado muy elevados encomparación con los que se obtiene en secaderos industriales,aunque también hay que considerar el precio del combustibleutilizado.
IEl enfriamiento lentodiferido o dryeration
Con este procedimiento elenfriado del grano no se realizaen el mismo secadero, sino enun conjunto de celdas con unsistema de ventilación especial(Figura 10).
Es un proceso en el que sepueden marcar diferentes eta-
paso En la primera se produceel secado acelerado del granoque entra con un alto contenidode humedad hasta que alcanzael 18%. Se utiliza aire calienteque recorre toda la columna degrano, con lo que la zona de enfriamiento se convierte en zonade secado.
En la segunda fase setransfiere el grano que se encuentra a una temperatura entre 50 y 60 oC a una celda quese denomina de dryeration enla que se deja reposar duranteun periodo entre 8 y 12 horas.Esto permite que el agua interior se desplace por capilaridadal exterior del grano, ya que enesta zona es en la que se haperdido la mayor cantidad deagua durante el proceso de secado, con lo cual el grano sehomogeniza y desaparecen lastensiones internas que se hanproducido durante la primerafase de secado.
En la tercera etapa se realiza un enfriamiento lento delgrano, utilizando un caudal deaire de 40 a 60 m3 por hora ymetro cúbico de grano, almacenado a la temperatura ambiente durante un período de 12 a15 horas. Esta operación permite, a la vez que se refrigerael grano, utilizar su calor comoenergía para la evaporación dela humedad que todavía resultaexcesiva. La cantidad de aguaevaporada durante esta fasese encuentra entre 1.5 y 2 puntos.
Para conseguir suficienteefecto de secado durante estatercera etapa se debe iniciarcon el grano a una temperatura alrededor de 60°C, sin quese llegue a las temperaturasde secado de 110 a 120°C, yprocurar que la corriente de aire de ventilación se distribuyacon uniformidad sobre toda lamasa del grano, lo que exigeun sistema de reparto especial y un llenado uniforme dela celda .•
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