Novedades en Sistemas de Secado de Arroz

Transcripción

1 XXXI CONGRESO DE LA INDUSTRIA ARROCERA de Octubre 2006 Bogotá - Colombia Novedades en Sistemas de Secado de Arroz Ing. Agr. Guillermo Finocchietto

2 SISTEMA DE SECADO de Arroz Componentes 1. Maquinas de limpieza de grano 2. Almacenaje en silo húmedo 3. Secadora con/sin recirculado 4. Silos de tempering 5. Silos de almacenaje 6. Mecanizaciones

3 Clasificación de los sistemas de secado Estacionarios: albercas silos -Con aire ambiente -Con aire precalentado Secadoras :- Columnas» - Flujo cruzado» - Flujo mixto» - Bafles o caballetes (LSU)» - Recíclicas» - Lecho Fluidizado

4 Distribución de humedad de granos individuales en el momento de cosecha Porcentaje Humedad de grano (% b.h)

5 Mezcla de granos con diferentes humedades Porcentaje de granos fisurados cuando el arroz cáscara se equilibra a tres niveles de humedad durante 7 días Porcentaje , , ,4 Calrose Nato Saturn Dawn Bluebelle Mezcla de humedades

6 Humedad de equilibrio del arroz a diferente temperatura y humedad relativa 16,7 16,9 17,1 17,3 17,5 17,7 17, ,1 16,2 16,4 16,6 16, , ,5 15,6 15, ,2 16,4 16, ,1 15,3 15,5 15,7 15,9 16, ,5 14,7 14,9 15,1 15,3 15,5 15, ,1 14,3 14,5 14,6 14,9 15,1 15, ,7 13,9 14,1 14,3 14,5 14,7 14, ,4 13,5 13,7 13,9 14,1 14,3 14, ,2 13,4 13,6 13, , ,3 12,5 12,6 12,8 13,1 13,3 13, ,6 11, ,2 12,4 12,6 12, ,2 11,4 11,6 11, , ,4 10,6 10, ,2 11,5 11,7 55 9, ,2 10,5 10,7 10,9 11, % H.R. Temperatura

7 Sistema de secado con aire Calcular demanda del sistema Definir caudales Calcular presión Seleccionar ventilador según curva Calcular superficie de chapa y distribución de aire

8 Secado con aire en silo: Natural o con calentamiento - Transiciones Ventilador centrifugo insuflando Ventilador axial insuflando aire precalentado

9 Secado con aire Definir tiempos de secado según avance de frente

10 Secado en silo: evacuación de aire

11 Secado en silo: distribución de aire

12 Sistema de secado con aire Conocer características climáticas de la zona Usar instrumental meteorológico

13 Secado con aire - Albercas carga grano estructura descarga Túnel de aire

14 Secado de granos con aire

15 Curva de secado de granos ENERGÍA NECESARIA PARA EVAPORAR AGUA A DIFERENTES CONTENIDOS DE HUMEDAD kcal/kg DE AGUA KCAL./KG VARIACIÓN HUMEDAD DE GRANO

16 Línea Tg de ajuste para dos variedades de arroz Temperatura de transición vítrea Contenido de humedad

17 Simulación de la distribución del contenido de humedad para dos duraciones de secado en grano de arroz. Temperatura de secado 60ºC y 17 % de H.R. - (Siebenmorgen et al.)

18 29,1 Curva Tg Estado del grano según temperatura y humedad (Siebenmorgen et al.) Temperatura (ºC) Tg estado cauchoso estado vitreo 29, Contenido de humedad (%b.h.)

19 Secadoras de Lecho Fluidizado Distribución de humedad en el grano de arroz durante el secado (Cnosen y Siebermorgen) Temperatura (ºC) Tg superficie punto medio centro Estado Inicial Contenido de humedad (%b.h.)

20 Clasificación de los sistemas de secado Por el tratamiento al grano Por su comportamiento con respecto a la Tg 1 - Columnas o flujo cruzado alta temperatura secado desuniforme bajo rendimiento en grano entero con o sin tempering problemas de limpieza en interior de maquina por acumulacion de residuos No recomendable para el secado de arroz

21 79 37,9 3,2 Secadoras de columnas de flujo cruzado Uniformidad de secado y evolucion con respecto a Tg Temperatura (ºC) Tg lado plenum 20 FINAL lado salida de aire Contenido de humedad (%b.h.)

22 Secadoras de bafles, caballetes o LSU Flujo concurrente, cruzado y contracorriente Tendencia a distribucion de aire desuniforme Flujo de granos diferencial Mayores cuidados de limpieza Secado mas parejo que columnas Menor potencia instalada

23 EVOLUCION SISTEMAS DE SECADO SECADORAS EN TORRE DE FLUJO CONTINUO Columnas Mixto Caballetes

24 Secadoras reciclicas Secado por batch o lote de grano Zonas: 1 - secado ( 6-10 minutos ) 2 tempering en zona superior Recirculación permanente Extracción de humedad prom. 1% / vuelta Tiempos operativos: 1 hora de carga 1 hora de enfriamiento 1 hora de descarga Tiempo para limpieza de la cascada Se pierde energia por calentamiento / enfriamiento en cada lote de secado Poluciona Capacidad de la mecanizacin aumenta con el tamaño de la secadora

25 Corte de Secadoras reciclicas Deposito de tempering Cascada Horno

26 ,2 24,7 15,2 24,7 Secadoras recíclicas Uniformidad de secado y evolución con respecto a TG Temperatura (ºC) Tg Contenido de humedad (%b.h.)

27 Secadoras de bafles, caballetes o LSU Factores de mejora 1. Dist. de aire en la torre 2. Diseño de caballetes 3. Control de polucion 4. Sistema de descarga 5. Limpieza

28 Secadora de bafles Corte

29 Secadoras de bafles-caballetes Evolucion en la distribucion de aire

30 Secadoras de bafles- LSU Uniformidad de secado Capas 1 a 4 : descenso lento Capas 1 y 2: descenso rápido

31 Secadoras de bafles, caballetes o LSU Evolución en el diseño de sección de canales

32 Secadoras de flujo mixto - columnas

33 Secadoras de columnas flujo mixto Distribución del aire de secado -1 Un ventilador por módulo Caudal uniforme Doble quemador en altura: distribución de calor en la máquina.

34 Secadoras de columnas de flujo mixto Distribución del aire de secado - 2

35 Secadora de columna de flujo mixto Flujo de grano y distribución de aire Ancho de columna: 20 cm Distancia vertical entre entradas/salidas de aire: 30 cm 2 tiempos de reposo / 1 de secado

36 9,1 Secadoras de flujo mixto Uniformidad de secado y evolucion con respecto a Tg Temperatura (ºC) Tg Contenido de humedad (%b.h.)

37 Factor de mejoras de secadoras Sistemas de descarga Molinete. Oscilante. Columna individual. Válvulas. Con placa de barrido.

38 Factores de mejoras en secadoras Control de descarga de basculante Variador de frecuencia Variador de amplitud

39 Secadoras: montaje y posibilidad de aumento de capacidad de secado

40 Posibilidades de expansión de una secadora Aumento de capacidad desde A- 4,5 T/H - 21 % a 13 % B - 11 T/H - 21 % a 13 %

41 Secadoras de Lecho Fluidizado Primera etapa de secado: 18 % a 15.5 % Ciclon Silo Silo Silo tempering tempering tempering Ingreso aire ambiente Camara de secado Quemador Ventilador centrifugo Ingreso arroz 24 % Salida arroz 18 % A segunda etapa de secado Ingreso: 17 % Egreso: 15.5 %

42 Secadoras de Lecho Fluidizado Segunda etapa de secado: 18 % a 16 % Primera secadora lecho fluidizado 25 % a 18 % Primer tempering Segunda secadora lecho fluidizado 18 % a 16 % Ciclon Camara de secado Quemador Ingreso aire ambiente Ventilador centrifugo Ingreso arroz 24 % Salida arroz 18 %

43 1,5 35,9 Secadoras de Lecho Fluidizado Primera etapa de secado: 24 % a 18 % Temperatura (ºC) Tg superficie > punto medio centro Contenido de humedad (%b.h.)

44 70,3 75,4 17,5 17,5 Secadoras de Lecho Fluidizado Segunda etapa de secado: 18 % a 15.5 % Temperatura (ºC) Tg superficie punto medio Contenido de humedad (%b.h.)

45 38,3 40,1 3,2 32,9 13,2 Secadoras de Lecho Fluidizado Tercera etapa de secado: 15.5 % a 12.5 % Soponronnarit (2000) Temperatura (ºC) Tg superficie centro final Contenido de humedad (%b.h.)

46 Enfriamiento del grano: Cambio en las propiedades del aire ambiente en contacto con el grano caliente

47 Sistemas de secado: 1 - Secado por tandas recirculado

48 Sistemas de secado 2 Secado continuo sin tempering

49 Sistemas de secado: 3 - Secado continuo con tempering y 1 secadora

50 Sistemas de secado 4 Secado continuo con tempering y dos secadoras

51 Ensayos de Uniformidad de secado en secadoras de flujo continuo -1 Cliente Nombre: BOCHATAY(Enc. secado: Malloraz Gustavo) Dirección: LocalidadPronunciamiento. (Entre Rios) CP Teléfono: 03442/ MODELO MAQUINA: TC58 Capacidad: 24tn Combustible: Horno a leña (Con separadores, 3 ventiladores) Flujo continuo, todo calor HORARIO H. ENT. H. SAL. Te. GRANO Ts. GRANO BASCULANTE TEMP. DE AIRE DIF. DE HUMEDADES TOMA 1 15,15hs 18,60% 12,50% 22 C 33 C 17Hz 48 c 6,10% TOMA 2 15,45hs 19,30% 12,80% 22 C 33 C 18Hz 50 C 6,50% TOMA3 16,15hs 18,60% 12,70% 22 C 33 C 18Hz 50 C 5,90% TOMA4 16,45hs 17,30% 12,50% 22 C 33 C 19Hz 48 C 4,80% TOMA5 17,15hs 17,30% 12,70% 22 C 33 C 22Hz 48 C 4,60% TOMA6 17,45hs 18,00% 12,40% 22 C 33 C 22Hz 48 C 5,60% TOMA7 18,15hs 18,00% 12,50% 22 C 33 C 20Hz 51 C 5,50% LA DINAMICA DE SECADO UTILIZADA EN ESTE CASO ES DE INGRESAR EL CEREAL COMO VIENE DE CHACRA, PASANDO POR PRELIMPIEZA Y SECAR FLUJO CONTINUO, DISMINUYENDO DE ESTA MANERA LOS TIEMPOS MUERTOS DE CARGA Y DESCARGA DEL SECADOR (UNA SOLA PASADA POR EL SECADOR) CAPACIDAD DE SECACADO APROX: 4,8Tn/h HUMEDAD PROMEDIO MAXIMA POR HORA: 2 Puntos. HUMEDAD PROMEDIO EXTRAIDA EN LA PASADA: 5/6 Puntos.

52 Ensayos de Uniformidad de secado en secadoras de flujo continuo -2 Nombre: LITO JACOB Dirección: LocalidadSan Salvador (Entre Rios) CP Teléfono: 0345/ MODELO MAQUINA: TC80 Capacidad: 30tn Combustible: G. N. (Con separadores) Flujo continuo todo calor HORARIO H. ENT. H. SAL. Te. GRANO Ts. GRANO BASCULANTE TEMP. DE AIRE DIF. DE HUMEDADES TOMA 1 16hs 22,50% 22,50% 24 C 24 C 15Hz 47 c 0,00% TOMA 2 17hs 22,50% 19,50% 24 C 26 C 15Hz 47 C 3,00% TOMA3 18hs 22,50% 17,00% 24 C 27 C 15Hz 47 C 5,50% Se interrumpe el secado por problema en rebalse hasta las 19:15. TOMA4 20hs 22,40% 17,50% 24 C 27 C 15Hz 47 C 4,90% TOMA5 20:20hs 22,50% 17,00% 24 C 28 C 20Hz 52 C 5,50% TOMA6 20:50hs 22,80% 17,00% 24 C 30 C 20Hz 52 C 5,80% TOMA7 21:10hs 22,50% 17,90% 24 C 31 C 20Hz 52 C 4,60% TOMA8 21:40hs 22,70% 16,50% 24 C 32 C 20Hz 52 C 6,20% LA DINAMICA DE SECADO UTILIZADA EN ESTE CASO ES DE INGRESAR EL CEREAL COMO VIENE DE CHACRA, SIN PRELIMPIAR Y SACARLE LOS PRIMEROS PUNTOS Y LUEGO LLEVARLO A UN PROCESO DE TEMPERING, PARA TERMINARLO POSTERIORMENTE HASTA LOS VALORES DE HUMEDAD COMERCIAL. (UNA SOLA PASADA POR EL SECADOR) CAPACIDAD DE SECADO APROX: 13/14Tn/h HUMEDAD PROMEDIO POR HORA: 2 Puntos. HUMEDAD PROMEDIO EXTRAIDA: 5/6 Puntos.

53 Proyectos en desarrollo en secado: Uso del OZONO (O3) Secado de granos con generadores de ozono de alta capacidad (en etapa experimental) Basado en la higroscopicidad del ozono y no en salto térmico. Otras aplicaciones Tratamiento sanitario de cereales (control de insectos, hongos y microorganismos) Blanqueamiento de arroz