Secado a Alta Temperatura

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Gabriel Ríos Soler
hace 6 años
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1 Secado a Alta Temperatura Juan Rodriguez Juan Rodríguez Tucumán 6 y 7 de abril de 2010

2 Secadoras Continuas Flujo Cruzado Flujo Mixto Columnas Flujo Mixto

3 Flujo Abertura-Abertura Flujo de Grano Flujo de Aire Homogeneizado

4 Secadoras de Columnas Flujo Cruzado

5 Secadora de Columnas Rosca de entrada Tolva de Húmedo Columna de Grano Ventilador y Quemador Plenum de Aire Caliente Ventilador Medidor De grano Rosca de Descarga + Plenum de Aire Frío +

9 Secadoras de Caballetes Flujo Mixto

10 Flujo Mixto

11 Secadora de Caballetes

13 Secadora Columnas-Flujo Mixto

14 Secadoras de Columnas con Flujo Mixto

15 Flujo Abertura-Abertura Flujo de Grano Flujo de Aire Homogeneizado

17 Secado y Calidad del Grano

18 Problema: A mayor temperatura de secado = mayor capacidad Pero Menor calidad de grano

19 Temperatura del Grano I La máxima temperatura que alcanza el grano durante el proceso de secado es el principal factor que puede afectar la calidad del grano!!!! Temperatura del aire de secado Temperatura del grano Altas temperaturas del grano pueden causar: Reducción del contenido de proteína disponible Incremento de granos figurados (maíz y arroz) Arrugado de la superficie del grano

20 Temperatura del Grano II Reducción del rendimiento de grits y harinas en la molienda seca de maíz Reducción del rendimiento de almidón en la molienda húmeda de maíz Reducción del rendimiento y la calidad de aceites de oleaginosas Reducción de la calidad panadera del trigo Reducción de la viabilidad de la cebada y semillas en general

21 Granos Fisurados

22 Susceptibilidad a la Rotura (Granos Fisurados) Daño interno: Micro fisuras en el endosperma que resultan en granos frágiles y partidos Excesivas fuerzas de compresión o tensión durante el secado, enfriado o rehidratado del grano Secado seguido de enfriamiento brusco

23 Múltiple Doble Simple Cero

24 Granos Fisurados vs. Método de Secado En silo a baja temperatura 80 Alta temperatura (Columnas) Seca-aireación A mayor temperatura, mayor porcentaje de granos fisurados 0 Low-Temp Batch, 113F Batch, 140F Batch, 176F Dryera., 140F Dryera., 176F (Fuente: Brown et al., 1979) Dryera., 212F

25 Efecto de la Remoción de Humedad en Granos Fisurados 40% Fisurados 30% 20% 10% 0% 11% 13% 15% 18% Humedad Final

26 Granos de maíz fisurados después de secados en secadoras comerciales de columnas, flujo concurrente y caballetes Secadora Ninguna (%) Simple (%) Doble (%) Múltiple (%) Total (%) Columnas FCC Caballetes (Fuente: Montross et al. 1994)

27 Efecto de la Temperatura de Secado en la Calidad Panadera del Trigo

28 La temperatura del grano es muy difícil de controlar porque es diferente a la temperatura de secado

29 Temperatura del Aire vs. Temperatura del Grano en una Secadora de Flujo Mixto (Foster,1964) Temperatura ( C) Aire Grano Dif

30 Tipo de Grano Uso Final Máxima Temperatura de Grano Maíz Trigo Soja Girasol Semilla & Molienda Seca Molienda Húmeda Balanceado Semilla (> 24%) Semilla (< 24%) Harina Semilla Extracción Aceite Alimento Extracción Aceite 38-43ºC

31 Máxima Tasa de Secado Grano Perdida Humedad % Maíz, Sorgo, Girasol Trigo Soja Arroz Menos de 5% / hora Menos de 4% / hora Menos de 3% / hora Menos de 2% / hora

32 Problema: Variabilidad en la Temperatura y Humedad del Grano dentro de la Secadora

33 Temperatura del Grano: Secadoras de Columnas En las secadoras de columnas se produce un importante gradiente de temperatura y humedad del grano a través de la columna Ancho de Columna: Columna ancha >> mayor eficiencia y mayor gradiente Aire Caliente y Seco Gradiente Grano Caliente y Sobresecado Grano Frío y Húmedo Grano a la humedad deseada Aire Frío y Húmedo Flujo del grano

34 Secadora de Columnas Maíz de 25 a 19% - Temperatura 110ºC Distancia De la entrada Temperatura Grano Contenido Humedad Granos Fisurados Centímetros C % %

temperatura Reduce el gradiente de humedad (hasta 3.

35 Secadoras de Columnas Modificadas Inversión del flujo de aire Dos módulos de secado: Flujo de aire se invierte en el segundo modulo Reduce el gradiente de temperatura Reduce el gradiente de humedad (hasta 3.5 puntos) Aire Caliente y Seco Aire Frío y Húmedo Aire Frío y Húmedo Aire Caliente y Seco Menor gradiente

36 Secadoras de Columnas Modificadas Se pueden poner en práctica una o mas modificaciones a la vez Sin embargo en las secadoras de columnas siempre habrá gradiente de temperatura, humedad y calidad del grano

37 Secadoras de Caballetes Las secadoras de caballetes (flujo mixto) producen un secado mas uniforme del grano: Menor gradiente de humedad, temperatura y calidad del grano

38 Secado Combinado Seca-Aireación Enfriado en Silo

39 Seca-Aireación: Modificación de la Secadora Secado Modificación Secado (Todo Calor) Enfriado Grano Frío y Seco (listo para ser almacenado en un silo) Grano caliente (40-50ºC) y Húmedo (1.5-3% por encima de Humedad Final)

40 Secuencia del Proceso de Seca- Aireación Secado a Todo Calor Estabilización Enfriado y (Tempering) Secado Final Almacenaje Final

Humedad Estabilización 4-12 horas Reducción del Gradiente

41 Proceso de Estabilización (Tempering) Gradiente de Temperatura Gradiente de Humedad Alta Temperatura Baja Temperatura Baja Humedad Estabilización 4-12 horas Reducción del Gradiente Temperatura Humedad Salida de la Secadora Alta Humedad Después de la Estabilización

42 Seca-Aireacion: Enfriado y Secado Final El calor del grano se utiliza para remover la humedad remanente (1.5-3%) Sistema de aireación bien dimensionado: Buena distribución del aire Suficiente caudal de aire ( m 3 /min/t) Adecuado dimensionamiento de las bocas de venteo y extractores de aire (problemas de condensación)

43 Seca-Aireación: Beneficios Eliminación de la zona de enfriado de la secadora Incrementa la capacidad de secado de la secadora (mas volumen destinado a secado) Incremento de la temperatura del aire de secado sin sobrecalentar el grano Disminuye el tiempo de residencia del grano en la secadora (humedad del grano a la salida es > 15%) Estabilización (tempering) reduce variabilidad en la humedad final del grano y también reduce % granos fisurados MEJOR CALIDAD DE GRANOS Y MENORES COSTOS DE SECADO

44 Enfriado en Silo Es una variación de la seca-aireacion La secadora funciona a todo calor El grano sale de la secadora caliente y húmedo Se traslada a un silo y el enfriado comienza sin el periodo de estabilización Secado a Todo Calor Estabilización (Tempering) Enfriado y Secado Final No es tan eficiente como la seca-aireacion

45 Cálculo Costos de Secado Costo de secado depende de: Tipo de combustible (GN, GLP o Gasoil) Precio de combustibles y de electricidad Eficiencia energética de la secadora Otros: Híbrido o variedad Ambiente

46 Ejemplo Secadora 120 t/h Valor secadora: $ Vida útil: 25 años Maíz de 20 a 15,5% Total t secadas por año: Eficiencia energética de 1500 kcal/kg agua evaporada Considera gasto de mantenimiento y costo de mano de obra

47 Precios de Energía Electricidad: 0,2 $/kw GN: 0,12 $/m3 GLP: 1,53 $/l Gasoil: 3 $/l

48 Costo de Secado por T y por Punto Costo de Secado para Diferentes Combustibles 8.00 Costo de Secado ($) por Tonelada y Punto de Humedad Gas Natural Gas Licuado de Petroleo Gasoil Combustible

49 Variación Precio Energía Variación Relativa Costo Secado y Costo Energía 50% 40% 30% Variación Costo Secado (%) 20% 10% 0% -50% -40% -30% -20% -10% 0% 10% 20% 30% 40% 50% -10% -20% Electricidad Gas Natural GLP Gasoil -30% -40% -50% Variación Costo Energía

50 Calculador Costos Secado

51 GRACIAS!!!!

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