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Capitulo V - Optimizacion de secadoras

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1. Introducción

Bajo esta denominación se engloba a todo aquello que se puede realizar para mejorar el funcionamiento o desempeño de las secadoras. Este mejoramiento puede ser encarado desde dos aspectos: uno es aprovechar al máximo las posibilidades que ofrece la maquina tal cual ha sido fabricada, y el otro es efectuar distintas modificaciones o reformas en su diseño para modernizarla o perfeccionarla.

El primer aspecto será tratado al principio, y se refiere a las posibilidades que ofrece la secadora en su forma original, y que suelen estar indicadas - no siempre en los manuales de instrucciones y manejo provistos por los fabricantes.

 

2. Temperatura y caudal del aire de secado

Si uno desea aumentar el rendimiento de una secadora, entendiendo como tal el incremento de su capacidad de secado y de su eficiencia, tiene en general dos maneras:

1) Aumentar la temperatura del aire de secado
2) Aumentar el caudal de aire

En general, pueden obtenerse las dos simultáneamente, siempre que se tengan en cuenta las recomendaciones sobre el deterioro de la calidad del grano.

El aumento de la temperatura del aire acelera el proceso de secado, pues reduce la humedad relativa del aire que adquiere, entonces, una gran capacidad secante. Es el argumento más empleado por los encargados de secadoras cuando se acumulan grandor, volúmenes de grano húmedo en las recepciones de la planta.

Este aumento se consigue con una mayor inyección de combustible al quemador, tema que se ha tratado más ampliamente en el Capitulo III, y con otros procedimientos.

El aire se usa en dos formas en las secadoras. Hay un aire primario, que se emplea para producir la mezcla con el combustible en el quemador y originar, entonces, la combustión. Es engendrado por un pequeño ventilador accionado por motor eléctrico de poce potencia. De este aire no se ocupa este capítulo.

El aire secundario es el encargado de secar y enfriar el grano, producido por los grandes ventiladores de aire caliente y de aire frío. El aire caliente juega un doble rol, por un lado transporta calor hacia los granos, y por el otro arrastra vapor de agua hacia afuera, es decir, realiza una transferencia de calor y masa.

Según Miller (1984), al aumentar en una secadora de caballetes, la temperatura del aire de secado de 60 a 120°C, se redujo el consumo específico de energía de 1 140 kcal/kg a 1 025 kcal/kg, y se aumentó la capacidad de secado en 155%, aunque también aumentó la temperatura del grano.

También según Miller (1984), el aumento del caudal de aire en tres veces, incrementó el consumo específico de energía en 31%, pero la capacidad creció un 130%, aunque este último aumento fue proporcionalmentemenor que el incremento de energía. La eficiencia es menor debido a las pérdidas de calor en el aire usado cuando el caudal aumenta.

Por el contrario, un caudal más débil va a reducir el consumo de energía, pero se prolonga el tiempo de secado. Esta reducción del consumo se debe a una mejor saturación del aire usado. Para compensar la pérdida de capacidad de secado, además de aumentar la temperatura del aire, se debería aumentar el volumen de grano en toda la máquina.

Nellist (1982) también afirma que trabajando a altas temperaturas se puede reducir el caudal, lo que disminuye la potencia necesaria en los ventiladores, y a su vez restringe la contaminación exterior.

El mismo autor (Nellist, 1986) presenta un interesante gráfico (Figura 30) donde se presenta la influencia que tiene la humedad inicial del grano y la temperatura del aire de secado sobre el consumo específico de energía y la capacidad de secado, para una secadora de flujo cruzado.

Otra ventaja de las altas temperaturas surge de los trabajos de Isaacs y Muhlbauer (1975), que indicaron que a altas temperaturas poco interesa la saturación parcial del aire usado, pues los consumos específicos de energía de esas temperaturas se igualan mucho a pesar de los diferentes porcentajes de saturación. No sucede lo mismo cuando se emplea el secado a baja temperatura o con aire natural.

Según Barre et al (1971), las equivalencias entre temperatura del aire de secado y el caudal específico son las siguientes, para obtener la misma eficiencia energética:

49°C 62 m³/min/ton
71°C 88 m³/min/ton
93°C 118 m³/min/ton
116°C 153 m³/min/ton

Pasar de 71 °C a 116°C duplica el calor añadido por unidad de aire (para una temperatura ambiente de 27°C) y casi duplica la cantidad de aire que puede ser usado sin pérdida de eficiencia; todo lo cual casi cuadruplica la capacidad de secado; pero la severidad del secado también aumenta, lo que debe ser tenido en cuenta.

Figura 30. Relación del contenido inicial de humedad y la temperatura del aire de secado sobre el consumo específico de energía y la capacidad de secado (Doc. Nellist)

Debe aclararse que cuando se habla de temperatura del aire de secado se refiere a la que tiene cuando ingresa a la cámara de secado. En la mayoría de las secadoras esta temperatura se mide en el plenum de aire caliente, la cual puede ser mayor que aquélla. Es importante referirse a temperatura promedio y no a la de sólo uno o dos puntos (ver además el Capítulo V - 7).

Muchas secadoras de diseño antiguo tienen caudales de aire caliente bastante altos, pues en general, trabajan con menores temperaturas del aire de secado. Por dicha causa están equipadas con grandes ventiladores centrífugos, que significan un mayor consumo de electricidad, y también mayores pérdidas de calor por más cantidad de aire usado que se elimina.

Secadoras modernas, de mejor diseño, utilizan mayores temperaturas de secado con caudales más reducidos, ventiladores menos poderosos, y combinando el trabajo por impulsión con aspiración del aire.

 

3. Regulación del caudal de aire

Además de las indicaciones anteriores, es necesario regular el caudal cuando se secan granos de menor tamaño o más livianos, refiriéndose a las secadoras de caballetes y de cascadas, por el peligro de arrastrar granos con el aire usado. Este problema no existe en las secadoras de columnas, por tener el cereal encerrado entre las dos paredes de chapa perforada.

En las secadoras de caballetes y de cascadas no se puede utilizar el mismo caudal empleado para mail que para trigo y otros cereales finos ni para calza, girasol, etc.

Los sistemas de regulación son de variados tipos: registros o persianas destinadas a obstruir parcialmente la boca de aspiración del ventilador, cambio de las poleas en la transmisión del motor al ventilador (si fuera de este tipo), paletas orientables delante de la boca de aspiración del ventilador, variador electrónico de velocidad a frecuencia variable y pequeñas persianas movibles que obturan la entrada de aire caliente a los caballetes.

Los caudales de aire se expresan en m³ por minuto y varían, para las secadoras comerciales, entre 400 y 5 000 m³/min, de acuerdo al tamaño de la máquina y a la potencia de los ventiladores. Los caudales específicos de aire se expresan en m³/min y por tonelada o por m³ de grano, y se obtienen dividiendo los caudales en m³/min por el volumen de grano en proceso; también se pueden indicar en m³/hora por m³ por t.

El motor que acciona un ventilador conviene que tenga una potencia nominal alrededor del 30% superior a la potencia requerida por el ventilador, para que posea una reserva suficiente de potencia.

 

4. Optimización de secadoras existentes

En países como Argentina, es común que gran parte de las secadoras este formada por máquinas de una cierta antigüedad y de un diseño poco satisfactorio. En esta segunda parte se describirán diversas modificaciones que pueden mejorar ostensiblemente su desempeño.

Si bien lo ideal sería reemplazar esas secadoras por máquinas modernas, ello no siempre podría ser posible, en parte por el alto costo de las inversiones necesarias y por otra parte, debido a que los nuevos modelos no siempre constituyen un adelanto significativo con respecto a las secadoras existentes.

La optimización de secadoras es, finalmente, hacer todo lo posible para mejorar su funcionamiento y su rendimiento por medio de reformas que las actualicen.

Eso sí, resulta conveniente calcular el tiempo de amortización de la inversión necesaria para las modificaciones. Si este período es superior a 5 años, es preferible el reemplazo de la secadora por una nueva que las tenga incorporadas.

Esta optimización puede llevarse a cabo, a su vez, de dos maneras. La primera se refiere a valerse de diversos procedimientos de secado, como los conocidos como secaaireación (dryeration), secado en dos pasadas, secado combinado, etc., que son muy recomendados por los beneficios que reportan. Debido a la importancia de estos métodos de secado se tratan en este libro como capítulos separados.

La otra manera, que puede hacerse también en forma simultanea con los métodos mencionados, es la aplicación de diversas técnicas, las que se describen a continuación.

 

5. Recuperación de calor

La mayoría de las secadoras expulsan hacia el exterior el aire usado que ha atravesado la masa de los granos. Parte de este aire esta caliente (unos 50°C) y poco saturado de humedad. Si fuera recirculado, es decir, si se lo utilizara nuevamente para aprovechar ese calor residual y esa escasa saturación incorporándolo a la corriente de aire que ingresa al ventilador o al quemador, o empleándolo para precalentar los granos húmedos, se puede conseguir una apreciable reducción del consumo energético, pues se elimina gran parte de la insaturación de humedad del aire, permitiendo que éste sea expulsado bien saturado. En otras palabras más técnicas, la secadora se hace más eficiente térmicamente.

Por ejemplo, una secadora que rinda unas 1 300 kcal por kg de agua evaporada, puede ser reducida a 1 100 kcal/kg, o sea un ahorro de un 15%, empleando recuperación del aire usado, lo que puede significar una reducción también del costo del secado.

Giner (1990), en unas experiencias con modelos matemáticos, ha encontrado una reducción del 35% en el consumo específico de energía con reciclado de aire usado, y también de 35% la disminución del consumo de combustible. En cuanto a la capacidad de secado se redujo un 7%, porque el aire ingresado está más húmedo.

Generalmente, se aprovecha el aire que atraviesa la parte inferior de la sección de secado y la parte superior de la sección de enfriado, pues es el que esta menos saturado de humedad. En otras secadoras se emplea la mitad inferior de la cámara de secado y toda la sección o cámara de enfriado.

Observando la Figura 31 se pueden deducir las razones por las cuales se recicla el aire de las partes mencionadas.

La curva "a" expresa cómo va disminuyendo la saturación del aire a medida que se desciende en la cámara de secado. En la parte superior el aire sale casi saturado, pero al atravesar la parte inferior (punto B), su saturación es muy escasa, pero está caliente. Lo contrario sucede con el aire en la sección de enfriado. En el punto C el aire sale también muy poco saturado, pero caliente igualmente. A medida que atraviesa la parte inferior, sale más saturado y más frío.

El aire que abandona la secadora en la región entre D y E es el más apto para ser reciclado, pues lleva poca humedad y está caliente (unos 50°C), es decir tiene todavía una aceptable capacidad de secado.

Un correcto diseño de recirculación del aire usado puede significar que un buen porcentaje del agua en el grano se elimina sin gastar combustible.

Se conocen dos tipos de recirculación o reciclaje del aire: parcial y total.

Figura 31. Aire útil para reciclar

La recirculación parcial es más simple y consiste en enviar el aire usado bacía una cámara de mezclado situada entre la cámara de combustión y la precámara o plenum de secado. Si el aire reciclado está a 50°C y el aire caliente a 130°C, la mezcla puede estar a 110°C. Esta reforma es relativamente sencilla de realizar adaptándose mejor para secadoras de combustión directa (Figura 32).

Sin embargo, en secadoras antiguas o de diseño poco racional, la calidad del aire usado puede no ser satisfactoria, pues emerge a menor temperatura (menos de 40°C), lo que no justifica siempre los gestos de inversión.

La recirculación total es más compleja y está relacionada con el empleo de temperaturas diferenciales, como se explica a continuación.

Figura 32. Secadora con reciclado parcial (Doc. Margaría)

 

Es conveniente emplear mayores temperaturas del aire de secado en la primera parte de la sección de secado, donde el grano está más húmedo, y menores temperaturas en la segunda parte, cuando el grano está más seco, refiriéndose en especial al maíz.

Cuando el grano está húmedo puede soportar un aire más caliente, pues de esa manera se producirá una pérdida de humedad más rápida, y el grano no se calentará demasiado, pues al evaporar agua se produce una absorción de calor y por ende un mayor enfriamiento.

En cambio, cuando el grano ha perdido buena parte de su humedad, ya no hay tanta evaporación de agua, y el grano puede calentarse excesivamente con el consiguiente deterioro de su calidad, lo que puede suceder en la parte inferior de la torre de secado.

El uso de esas temperaturas diferenciales otorga también un mejoramiento del rendimiento térmico de la secadora, que puede estar alrededor del 15%.

Sin embargo, es probable encontrar máquinas antiguas en las que las temperaturas se encuentran en forma opuesta a lo manifestado, es decir, mayores en la parte inferior que en la parte superior. Debido a un diseño en exceso simplificado, producen temperaturas del aire más elevadas en la parte inferior, por estar más cercanas a los quemadores. Su consumo energético es mayor y pueden dañar en demasía la calidad del grano (Figura 33).

Figura 33. Temperaturas diferenciales incorrectas y correctas

Unos trabajos de investigación realizados en la provincia de Santa Fe (Grupo de Estudios sobre Energía, 1988, y DAT, 1988) han demostrado que la distribución de las temperaturas de secado y de los caudales de aire de las secadoras ensayadas se presentaba en forma similar a lo expresado en el párrafo anterior. Con algunas reformas en las máquinas se redujo en forma apreciable el consumo específico de energía, y se aumentó la capacidad en toneladas/hora.

La Figura 34 ilustra una secadora que combina la recirculación del aire con temperaturas diferenciales, proveniente de la tecnología francesa. El quemador B calienta el aire a 120°C, que impulsado por el ventilador A, atraviesa la maca de grano en la parte inferior de la secadora. El aire usado sale a 50°C, pasa por los filtros de mangueras C y es recalentado a 120°C por el quemador extra D, cruza la parte superior de la masa de granos y sale al exterior por E.

Figura 34. Secadora con temperaturas diferenciales y recirculación de aire (Doc. Roulin)

La secadora de la Figura 34 debe contar con algún tipo de filtro (como el que aparece en la Figura 35 para detener las impurezas que arrastra el aire que atravesó la masa de granos, para evitar el peligro que se prendan fuego y puedan causar incendios.

Cuando se emplean filtros de este tipo hay que prever mallas filtrantes adecuadas para evitar que se colmen de impurezas muy seguido, y puedan reducir en forma considerable los caudales de aire: igualmente se debe tener cuidado con la limpieza periódica de los filtros y su reemplazo oportuno.

Figura 35. Filtro de aire usado (Doc. ITCF)

Entrada aire sucio; Salida aire limpio; Mangas de tela filtrante; Recepción del polvo

La Figura 36 ilustra otro sistema de recirculación del aire. Del aire fresco exterior (1) que ingresa, una parte atraviesa la zona de enfriamiento y el resto es calentado por el quemador B y atraviesa la masa de granos a partir de arriba. El aire usado (3) de la parte inferior y del enfriamiento es mezclado con aire caliente (2), por medio del ventilador V. El aire saturado (4) es expulsado al exterior por el ventilador V2.

Otra posibilidad ventajosa que ofrecen las temperaturas diferenciales es la de poder aumentar el caudal de aire en la parte superior, y reducirlo en la parte inferior, a fin de saturar mejor el aire.

Figura 36. Otro sistema de recirculación de aire (Doc. LAW)

Foster (1982) dice que la eficiencia ganada por la recirculación del aire lo es parcialmente a expensas de la capacidad de secado, porque dicho aire está ya algo esturado de humedad y su capacidad de secado, entonces, se reduce. Para mantener la capacidad - dice - debería aumentarse la potencia de los ventiladores o el volumen de la secadora. Pero combinando estos sistemas de recuperación de calor con seca-aireación se puede conseguir, además, un aumento importante de la capacidad de secado.

Bakker-Arkema (1982) llevó a cabo diversas experiencias en la Universidad de Michigan y concluyó que la recirculación del aire, en secadoras de flujo cruzado, produjo mejoras en la eficiencia térmica entre 35 a 45%, pero con una reducción entre 10 y 15% de la capacidad de secado.

Hay que reiterar que las temperaturas del aire indicadas en algunos párrafos anteriores se refieren a condiciones imperantes en Francia para maíz y para diseños modernos de secadoras. En Argentina, estas temperaturas serían excesivas, sobre todo para granos como soja, trigo y girasol.

También debe advertirse que en el caso particular de maíz destinado a molienda seca o molienda húmeda, si su humedad inicial es superior a 30%, la temperatura del aire en la parte superior no debiera ser mayor de 100°C. Para otros granos se recomienda leer la parte correspondiente al secado de cada cultivo (Capítulo IX) y también el Capítulo X - 11.

 

7. Uniformidad y estabilidad de las temperaturas

Al hablar de temperaturas diferenciales, debe hacerse notar que si bien en una sección dada de la secadora puede convenir una temperatura menor que en otra sección, es fundamental que en un plano horizontal las temperaturas sean uniformes.

En secadoras convencionales, de un diseño no muy racional, se encuentran lugares donde la temperatura puede llegar a 90°C, mientras que otros muy cercanos, en sentido horizontal, alcanzan a 140°C; sin embargo esa secadora puede tener un termómetro que indica una temperatura "promedio" de 100°C.

Hay que decir, también, que existen secadoras que tienen varios quemadores a distintas alturas de la torre de secado, y que cada uno suministra una temperatura determinada y uniforme, que van descendiendo desde arriba hacia abajo (Figura 37), situación que favorece una mejor eficiencia de la máquina.

En definitiva, en una secadora continua, tipo torre, bien diseñada, debe haber uniformidad horizontal, pero puede tener temperaturas diferenciales de arriba hacia abajo.

Figura 37. Secadora con quemadores a diferentes alturas y con precalentamiento superior del grano (Doc. Margaría)

Pero igualmente es trascendente que haya una estabilidad en el tiempo de todas esas temperaturas, estabilidad en el período de todo el ciclo de secado. Suele suceder que luego de una extracción, cuando en algunas máquinas las tapas están cerradas, se pueden producir elevaciones peligrosas de temperatura con respecto a las prefijadas, con el consiguiente efecto sobre la calidad del grano.

En ciertas secadoras sucede el siguiente problema: el aire exterior, cuando se encuentra con los gases muy calientes de la combustión, no tiene suficiente tiempo ni espacio para mezclarse uniformemente con dichos gases, de manera que al penetrar en la masa de granos, esa mezcla tendrá diferentes temperaturas en distintos lugares, lo cual, por supuesto, no origina un secado parejo. Esta situación puede mejorarse instalando un cámara mayor de homogeneización que a su vez puede servir para conducir el aire caliente hacia la parte superior, como se aconseja. Esta solución se ha aplicado a una secadora argentina, como se observa en las Figuras 38 y 39.

Del mismo modo, las velocidades débiles del aire no son capaces de crear las necesarias turbulencias para asegurar una rápida mezcla de los filetes de aire a diferentes temperaturas, estado que se crea por fallas en el diseño de la secadora.

Figura 38. Esquema original de la secadora (Doc. UTN Rosario)

Figura 39. Esquema de la reforma realizada (1)oc. UNT Rosario)

 

8. Calor latente del vapor de agua

El aire usado es, en definitiva, ura mezcla de gases, de aire caliente con una cierta cantidad de vapor de agua. Cuando se recicla el aire usado sólo se aprovecha el calor que lleva, pero no se utiliza el calor latente que porta el vapor de agua. Debe recordarse que el calor necesario para la evaporación del agua constituye el rubro de mayor consumo en el requerimiento energético.

Este calor latente sólo puede ser recuperado por una condensación, es decir, licuarlo para obtener calor que pueda emplearse para calentar aire exterior antes de ingresar a la secadora. Para ello se requiere una batería de condensación, o el empleo de arma bomba de calor, métodos que, sin embargo, no son todavía económicamente convenientes.

 

9. Precalentamiento

Otra forma de recuperación de calor es el precalentamiento del grano antes de entrar a la secadora, o el precalentamiento del aire exterior antes de entrar al quemador.

Precalentar el grano es conveniente porque se necesita una buena cantidad de energía para UD calentamiento inicial del grano en la propia secadora. Si el grano ya llega algo caliente a la secadora, se acorta esa etapa primera y la máquina empezará a secar más pronto.

El grano puede estar sobre la parte superior de la máquina, en un predepósito especial, para ello debe conducirse el aire usado a través de conductos apropiados hacia los lugares donde esté el grano, y atravesar la masa de éste. Pero el aire no debiera estar muy saturado ni el grano muy frío, porque si lo estuvieran, se condensará la humedad sobre el grano, lo que requerirá energía para extraer la humedad agregada. En esta situación se ganará muy poca eficiencia.

Toftdahl Olesen (1987) expresa que el precalentamiento del grano húmedo es conveniente para mejorar la eficiencia del proceso. Esto se debe a que el grano precalentado favorece la igualización de humedades dentro del grano, ayudando así a una más rápida evaporación de la humedad. Dice que se consigue mayor eficacia cuando el precalentamiento se produce por un flujo concurrente de aire caliente y grano frío en la parte superior de la secadora.

La otra forma consiste en precalentar el aire exterior, que puede hacerse de dos maneras: una, haciendo entrar el aire exterior por la parte alta de la secadora, donde existe una elevada temperatura, a fin de que aquél se caliente algo. Para evitar un aumento de las pérdidas de carga, las superficies necesarias para esa entrada de aire deberán ser de tales dimensiones que la velocidad del aire DO exceda de 2 m por segundo. En la práctica se toma como sección de entrada que corresponde a la superficie total de las bocas de aspiración de los ventiladores multiplicada por 6.

El otro sistema utiliza un intercambiador, ubicado antes del generador de aire caliente, donde el aire usado caliente a unos 50°C sirve para calentar el aire frío exterior (Figura 40). Es posible elevar así unos 20°C la temperatura del aire exterior.

En estos sistemas siempre debe tenerse en cuenta un balance rentable, o sea que la economía de energía compense los sobrecostos de inversión.

Figura 40. Recalentamiento del aire exterior (Doc. ITCF)

 

10. Aislación de paredes

Dentro de las causas que originan pérdidas de calor en las secadoras s encuentran los fenómenos de convección y radiación a través de las paredes.

Este problema se presenta con mayor virulencia en países de clima frío, lo cuales, ea su mayoría, producen secadoras con capas aislantes en las partes má expuestas.

En Argentina, el caso no es tan seno, pero como la mayoría de las máquina no tienen buena aislación, las pérdidas de calor evidentemente existen.

Experiencias realizadas en el DAT (1988) señalan una pérdida total del orde del 6%. En ese trabajo se presenta una fórmula para calcular dichas pérdidas también se presenta un gráfico en que, conociendo la temperatura de la chapa de la pared, la temperatura exterior y la velocidad del viento, se pueden calcular esas pérdidas de calor, expresadas en litros de gasoil por hora.

La velocidad del viento tiene buena importancia en estos valores, pero hay que tener en cuenta que no todas las caras de la máquina están expuestas al efecto viento en forma similar.

Los materiales aislantes que pueden usarse son varios: capas de lana de vidrio, de 3 a 6 cm de espesor, espuma de poliuretano, amianto, capa de aire estático, etc. En las pruebas del DAT se emplearon placas rígidas de lapa mineral aglomerada con resinas termoendurentes de densidad 100 y espesor de 3,8 cm, protegidas exteriormente a su vez con chapa galvanizada N°24.

Las partes aisladas fueron las cámaras de alimentación y homogeneización del aire caliente y los autores manifestaron que la inversión se podía recuperar en 900 horas de trabajo de la secadora.

Es factible que en secadoras antiguas se obtenga un mayor beneficio económico realizando la aislación de las paredes que adaptándolas para hacer recirculación del aire usado

En el tema "Regulación de quemadores" se hace referencia a la aislación de las cámaras de combustión.

Algunos modelos de secadoras, por particularidad de un diseño moderno, tienen muy escasas pérdidas por radiación o convección hacia el exterior. En la Figura 41 se observa una secadora de columnas, cayos generadores de calor y ventiladores se encuentran dentro de la máquina, de manera que las corrientes de aire caliente no están rozando paredes en contacto con el aire exterior.

 

11. Caudal de aire en presión o en depresión

Como es sabido, el aire caliente o frío puede ser movido por ventiladores funcionando en presión o en depresión. Los primeros impulsan el aire por presión para atravesar la masa de grano, y están ubicados delante o antes de las cámaras de secado y enfriamiento. Los segundos aspiran el aire y están casi siempre ubicados después de las cámaras.

Figura 41. Secadora con escasas pérdidas de calor por radiación al exterior y con recirculación de todo el aire usado del enfriado (Doc. MGR)

Los ventiladores del primer grupo fueron los primeros en ser utilizados en secadoras, y eran, generalmente, de gran potencia y del tipo centrífugo. En la actualidad también existen ventiladores axiales trabajando en impulsión de aire, por ejemplo, a diversas alturas de la torre de secado (Figura 37).

Los ventiladores que trabajan en aspiración son, en general, de menor potencia y pueden estar colocados en toda la altura de la torre de secado. Su montaje es también más simple y, por ende, son más económicos (Figura 42).

Figura 42. Secadora trabajando en depresión. Las cuatro turbinas aspiran el aire, extraen el polvo y reducen considerablemente el ruido (Doc. Cimbria)

Estos ventiladores o turbinas en aspiración pueden reducir las pérdidas o fugas de aire por filtraciones que suelen producirse en las máquinas trabajando a presión. Por otra parte, adecuadamente distribuidos en toda la torre de secado, permiten mantener una mejor distribución de las temperaturas del aire, lo cual es fundamental en una secadora eficiente.

La aspiración puede proporcionar otras ventajas, como reducir la presión estática dentro de la máquina, y eliminar con más seguridad el aire húmedo usado, lo cual disminuye mucho las condensaciones de humedad en el interior de la secadora.

Las pérdidas por filtraciones arriba mencionadas se originan en los conductos de entrada y cámaras de aire caliente de la secadora. En las máquinas cayos ventiladores trabajan por impulsión, algo de aire caliente escapa por dichas filtraciones, disminuyendo de esta forma el caudal de aire caliente que debe atravesar los granos.

Sin embargo, las secadoras en aspiración, según Suñer (1988), también pueden tener problemas con filtraciones: si éstas se producen antes de la cámara de secado, originan una disminución de la temperatura de los gases. Las que se producen después de la cámara de secado contribuyen a disminuir el caudal de gases calientes que pasa por esta cámara.

La solución está en obturar todas esas aberturas o fugas por donde se producen las pérdidas, atención que debe ser tenida en cuenta en un mantenimiento normal.

Pero las secadoras trabajando en aspiración también pueden tener otros inconvenientes, como que no mezclen bien el aire caliente y frío, situación que puede ocasionar UD secado más desuniforme. Esto tiene solución con una correcta distribución de los ventiladores o turbinas en la torre de la maquina.

Otro problema es que los ventiladores pueden tener dificultades de mantenimiento pues están succionando aire caliente y húmedo.

Algunos fabricantes emplean los dos sistemas, impulsión para el aire caliente y aspiración para el aire usado (Figura 36).

Un sistema funcional se observa en la Figura 43. Se refiere a un equipo combinado de ventilador y extractor de polvo, que puede usarse como turbina de aspiración para las secadoras.

El aire usado, que ha atravesado los granos, ingresa por la boca (1), luego pasa al ventilador (2), donde se incrementa la presión estática del aire, y éste es sometido a rotación. La rotación es, entonces, acelerada por las paletas de guía (3).

La fuerza centrífuga originada por esta fuerte rotación impulsa las partículas de polvo hacia la periferia del equipo, separándolas de la corriente principal de aire. Las partículas separadas de polvo pasan por un separador espiral (4) y después a un pequeño ciclón (5). En este último el polvo es separado de un poco de aire secundario que resta, aire que a través de un conducto de recirculación (6) vuelve a la boca de entrada.

El polvo cae a través del fondo (7) del ciclón hacia cualquier recipiente adaptado para almacenar polvo y basuras.

El aire limpio sale al exterior por el otro extremo del equipo.

Figura 43. Ventilador o turbina de aspiración y extractor de polvo (Doc. Svegma)

 

12. Módulos de secado

Una innovación tecnológica que se ha desarrollado en máquinas actuales, es la construcción de módulos independientes, de igual tamaño, que se pueden colocar uno encima del otro, para aumentar el volumen de la máquina y, en consecuencia, su capacidad horaria.

En la Figura 44 se observa una secadora formada por la acumulación de tres módulos; en realidad cada modulo es una secadora individual, con sus propios quemadores y ventiladores.

Figura 44. Secadora de tres módulos superpuestos (Doc. Farm Fans)

Pero también puede existir otro tipo de combinación de módulos o secadoras, como se ve en la Figura 45, donde se han acumulado tres secadoras en forma lateral en un mismo gran cuerpo, con lo que consigue una gran capacidad de trabajo.

Figura 45. Tres secadoras en un solo cuerpo (Doc. Berico-Behlen)


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