SECADO DE GRANOS

Cát. de Forrajes y Cereales FAZ – UNT

Se debe tener en cuenta que el precio de la secadora representa alrededor del 50% de una instalación de secado, porque hay que pensar además en la noria elevadora, en el silo de grano húmedo, en la provisión de combustible, en los ciclones para polvo, etc. Pero el costo del secado es un ítem considerable de la planta y hay que meditar seriamente en el consumo de energía y la selección de personal capacitado para su manejo.

¿Secadoras de columnas o secadoras de caballetes? Dentro de las secadoras de flujo continuo, tipo torre, los modelos más comunes en las plantas de acopio pertenecen a alguno de estos dos grupos. Las de columnas predominan en Estados Unidos mientras que las de caballetes prevalecen en Europa, particularmente en Francia. En Argentina tenemos los dos tipos. A continuación se analizan varios items que permitirán evaluar las características de cada tipo.

Las secadoras de caballetes, al distribuir el grano en diversas capas de menor espesor, permiten un mejor intercambio entre aire y grano; además, por la forma y distribución de los caballetes, los granos son atacados por el aire caliente ya sea por flujo cruzado, por contracorriente y por acción concurrente, de manera que se mejora notablemente el contacto grano-aire. Por esta razón estas secadoras son conocidas también como "de flujo mixto". Esta mejor distribución entre aire y grano permite reducir las diferencias entre las humedades de granos individuales, es decir, mejorar la uniformidad de secado.

Las secadoras de columnas no alcanzan una uniformidad tan satisfactoria pues en las columnas los granos que están más cercanos en contacto con la pared que recibe el aire caliente, se secan excesivamente, mientras que los que están en contacto con la pared del otro lado, no llegan a secarse adecuadamente. Es posible que granos que ingresan a la máquina con 18% de humedad, tengan a la salida una humedad promedio de 14%, pero si se pudiera medir la humedad de granos individuales, muchos tendrían 17% de humedad y otros estarían sobresecados a 8-9%. Los primeros pueden causar problemas posteriores de conservación, y los segundos habrán perdido gran parte de sus propiedades nutricionales.

Capacidad de secado A igualdad de tamaño, las de columnas pueden tener una capacidad algo mayor, pues el flujo de granos es más libre.

Caudal de aire Al mencionar la potencia requerida, los caudales necesarios para las máquinas de columnas son mayores y pueden llegar a 5000 m3/h y por m³ de grano, mientras que las similares de caballetes tienen valores iguales a la mitad de aquellos.

Adaptación a diferentes granos Las máquinas de caballetes se adaptan para procesar granos de diferente peso y tamaño, pero hay que tener la precaución de reducir los caudales de aire cuando se trata de semillas livianas o pequeñas, por el peligro que las arrastre el aire hacia el exterior. Las de columnas también se adaptan para diferentes granos, siempre que las semillas no sean más pequeñas que los agujeros de las paredes.

Temperatura de secado Como las secadoras de caballetes hacen una más completa mezcla de aire caliente y grano, pueden utilizar temperaturas de secado más elevadas que las de columnas. En estas últimas las temperaturas deben ser algo menores para evitar daños excesivos a los granos.

Eficiencia de secado Es mayor en las máquinas de caballetes, por las razones expuestas anteriormente. Ello significa que requieren menos kilocalorías por cada kg de agua evaporada que las de columnas. También pueden tener un menor consumo energético.

Fisurado del grano Es posible que las secadoras de columnas originen más fisurado de granos que las de caballetes, a causa de que emplean un mayor caudal de aire, que ocasiona al grano tensiones más severas.

Volumen de grano Las secadoras de caballetes tienen un mayor volumen de grano en su interior que las de columnas de similar tamaño, lo cual les permite un secado más lento por medio de una mayor exposición al aire de secado.

Cálculo de la capacidad necesaria de secado Dos casos para calcular la capacidad óptima de una secadora. El primero se refiere a un productor y el segundo, a plantas de acopio. Caso 1°: Productor Un productor agrícola que quiera poseer su propia secadora, puede calcular la capacidad necesaria de secado, en base a sus operaciones de cosecha. Con este fin debe aplicar esta fórmula. Capacidad = [Capacidad cosechadora (Tn./h) x horas diarias de cosecha x 1,20] / Horas diarias de secado Este valor 1,20 permite un 20% de tolerancia por mayor rendimiento del cultivo o de la máquina.

Ejemplo: Capacidad cosechadora: 15 Tn./hora Horas diarias de cosecha: 8 horas Horas diarias de secado: 16 horas Capacidad secadora = [15 x 8 x 1,20] / 16 = 9 Tn./h Será suficiente una secadora de 9 Tn./hora para ir secando, por ejemplo, durante la noche la producción diaria. Debe tenerse presente que la capacidad de una secadora está dada para extraer humedad ente 18 y 13,5%.

Caso 2°: Planta de acopio No puede pretenderse instalar una capacidad de secado igual o mayor que las máximas recepciones diarias de grano húmedo, pues significaría una inversión excesiva. Conviene calcular el promedio de recepción diaria de grano húmedo en toda la temporada, y fijar una capacidad de secado mayor a ese dato. También, se puede tomar el promedio de las recepciones diarias de grano húmedo de los tres días consecutivos de mayor recepción, y fijar una capacidad de secado algo menor.

Ejemplo: Una planta recibe en los 3 días de máxima recepción un promedio de 15 camiones de 30 Tn. con humedad de maíz del 24%. Son 450 Tn. diarias y si la secadora trabaja entre 10 y 12 hs. diarias, se puede elegir una máquina de 40-45 Tn./h. Hay que tener presente que sólo 3 cosechadoras recolectando maíz con cabezales de 6 surcos, a 6 km/hora, pueden juntar unas 6 ha por hora, que pueden significar 36 Tn. de maíz por hora, o sea la capacidad de una secadora de más de 50 Tn./hora (dato de fábrica) para secar maíz de 22% de humedad.

Prelimpieza Se entiende por "prelimpieza" la limpieza de los granos enseguida de su recepción, o mejor, antes de su secado. Esta operación puede llevarse a cabo con máquinas especiales, llamadas justamente "prelimpiadoras", de las que existen varios modelos. Las más usadas son del tipo de aspiración o neumáticas, pues se procura que en ese momento se eliminen los materiales livianos (hojas, cáscaras, basura, pedazos de marlos), ya que estos cuerpos son los que afectan más el proceso de secado. También son recomendadas las limpiadoras con zarandas y aspiración.

He aquí una lista de beneficios que acarrea la prelimpieza: 1) Costos de secado más reducidos pues no se seca material innecesario (ahorro de combustible). Las impurezas suelen tener más humedad que el grano. Cuando se ha secado 1 Tn. de impurezas a 65% de humedad, se hubieran podido secar 3 Tn. de maíz a 35% con la misma cantidad de energía. 2) Se mejora el pasaje del aire para el secado y la aireación. 3) Se facilita la limpieza final, y se consigue un almacenamiento más seguro, pues se reduce considerablemente la posibilidad de infestación de insectos. 4) La calidad del grano obtenido es mucho más uniforme.

5) Se reduce el peligro de incendio y explosiones. 6) El escurrimiento y movimiento del grano es favorecido. 7) Se aumenta la capacidad de almacenaje, pues se acrecienta el Peso Hectolítrico del grano. 8) Se tapan menos los orificios de los conductos de aireación. 9) Mejores probabilidades de acceder a mercados especializados, por la mejor calidad de granos obtenida. 10) En el caso de girasol, se facilita la eliminación de gases combustibles producidos por fermentaciones de materiales húmedos.

Manejo de plantas de grano El manejo de una planta de acopio debe ser encarado con un equipo completo y perfectamente organizado que actúe sobre todas las cuestiones técnicas, económicas, organizativas y de mantenimiento. Un conjunto de esa naturaleza tendría que estar constituido por varios niveles, como los que se mencionan a continuación:

- Una gerencia comercial, que realiza las transacciones comerciales, que analiza costos e inversiones, que estudia los clientes y los mercados de granos. - Una gerencia técnica, que se ocupa de las instalaciones y los transportes, que selecciona y monta los equipos de secado, almacenamiento y otros, y que analiza y archiva toda la información técnica. De ella dependen: • Un jefe de planta, que está a cargo de todos los procesos, desde la recepción de los granos hasta su despacho, y que hace funcionar los equipos; • Un encargado de las secadoras; • Un jefe de mantenimiento de toda la planta.

SILOS

Batería de Silos + Secadora de Granos

CELDAS

Celdas Australianas para Acopio de Grano

Silos Temporarios (de campaña)

Acopio de Granos en Silos Bolsas

Extracción de grano de Silo Bolsa

Limpiadora de granos

Zarandas limpiadoras de grano

Secadora de Granos

Procesamiento: 60 a 65 Tn./hora Altura: 11,0 m Ancho: 3,5 m

Efecto del secado sobre las propiedades fisicoquímicas y funcionales de los granos El principal objetivo del secado de los granos, es reducir la humedad de los mismos a niveles tales que no se produzca descomposición durante el manipuleo y almacenaje posteriores. Para ello se hace circular aire con capacidad para extraer agua de la masa de granos; la capacidad de extraer agua del aire se halla en relación a su humedad relativa. La manera mas común de disminuir la humedad relativa del aire aumentando su capacidad para extraer agua, es por calentamiento.

Durante el secado con aire caliente hay un aumento del cuarteado de los granos, que es la ruptura del endosperma almidonoso sin llegar a la ruptura de las cubierta seminales. Este cuarteo aumenta la susceptibilidad del grano al quebrado durante el manipuleo posterior. Tompson y Foster (1963) determinan la siguiente ecuación que permite predecir el aumento de granos cuarteados, en maíces amarillos, en base a la velocidad de secado: AC = 6,6. VS - 5,3 A.C = aumento del cuarteo (expresado en % ) VS = Velocidad de secado (expresada en % de pérdida de humedad por hora)

Se desprendería de esta experiencia que cuando la pérdida de humedad del grano es menor a 0,8 % de Humedad/hora, no se produciría aumento del cuarteado. Cuando el grano es enfriado como último paso del proceso de secado, una rápida disminución de la alta temperatura produce en el grano de maíz un aumento en el cuarteado. Además influyen sobre el desarrollo de cuarteado la humedad inicial del grano al ser sometido a secado y la humedad relativa del aire de secado.

Con respecto a la humedad inicial del grano, cuanto menor es esta, menor es el daño producido por el secado. Cuando la humedad relativa supera el 30%, tiende a disminuir el cuarteado en el grano, mientras que con humedad relativa entre 10 y 30 %, el efecto sobre la fragilidad del grano es mínima. Entre otros factores que pueden influir sobre la susceptibilidad del grano al quebrado, pueden señalarse el genotipo, prácticas culturales, condiciones ambientales durante el cultivo, grado de madurez y equipos de manipuleo.

La densidad aparente del grano, que se puede expresar como Peso Hectolítrico (PH), es un buen indicador de la calidad del grano, que permite predecir el rendimiento en harinas y sémolas en molienda seca, en especial en granos como Trigo y Maíz. Por lo general , el PH del grano aumenta durante el proceso de secado. Ese aumento dependerá de la humedad inicial del grano, de la humedad final alcanzada, del deterioro del grano y del genotipo. Mientras mayor es la diferencia entre humedad inicial y final del grano, mayor será el aumento del PH al ser secado el grano, aunque ese incremento será menor cuando mayor proporción de granos dañados tenga el lote.

Cuando el grano es utilizado en molienda húmeda, en particular Maíz, el exceso de humedad dificulta los procesos de limpieza y transporte y disminuye la separación de sólidos solubles durante el remojado. La temperatura de secado influye directamente sobre el almidón y su calidad; se ha demostrado que el rendimiento en aceite del germen de Maíz, disminuye en 1,1 % por cada ºC de aumento de la temperatura de secado del grano.

Las altas temperaturas de secado producen una drástica disminución de la viabilidad por muerte del germen. Cuando mayor es el contenido de humedad del grano, el mismo resulta mas sensible a los efectos de las altas temperaturas. Kent (1975) señala que grano de Trigo con una humedad inicial de 24 %, pierde totalmente su capacidad germinativa al ser sometido durante 24 minutos a temperaturas de 64 ºC.