Secado con aire movido por convección natural

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Los secadores cuyo aire se mueve por efecto de la convección natural pueden ser una opción para solucionar los problemas de secado en las pequeñas propiedades rurales. Estos secadores pueden construirse con materiales simples; ocupan mano de obra poco especializada; y pueden utilizar como combustible leña o sub-productos agrícolas, tales como residuos de tallos, hojas y ramas para el calentamiento del aire de secado (figura 14).

El aire se mueve por las variaciones de presión, sin necesidad de un ventilador. Las variaciones de presión en el aire son ocasionadas por las diferencias de temperatura y humedad del aire de secado y del aire ambiente. En este tipo de secador, los productos de combustión -como la leña o los sub-productos agrícolas- no entran en contacto con el producto, lo que evita que se contamine con olor y sabores desagradables.

En general, este tipo de secador está formado por: una cámara para uniformar la temperatura del aire de secado; un quemador/intercambiador de calor principal; otros quemadores adicionales; chimeneas para sacar los gases de combustión; una entrada de aire; una estructura para fijar el piso perforado; un piso perforado; una puerta de entrada a la cámara de combustión; una puerta de inspección de los intercambiadores de calor; y una cámara de distribución de los gases de combustión con regulación de la salida de los mismos. En este tipo de secador se pueden secar productos a granel, tales como maíz, sorgo, arroz, frijol, además de otros granos.

Dimensiones del secador. A continuación se describe un modelo de secador de seis metros cuadrados de superficie (2,5 m x 2,5 m) cuya capacidad máxima de carga es de 11 sacos de 60 kg de maíz desgranado. El secador se puede construir para una mayor capacidad de carga, pero no se recomienda que sea mayor de 3 m x 3 m. Para construir secadores con dimensiones diferentes a 2,5 m x 2,5 m se requiere realizar los cambios necesarios a las recomendaciones que se proporcionan en el cuadro 14, correspondientes a materiales y pasos para la construcción.

Figura 14. Secador en el que el aire se mueve por convección natural.

CUADRO 14: Dimensiones, capacidad y altura máxima de la capa de algunos productos en el secador de convección natural

Materiales necesarios para la construcción del secador de convección natural. A continuación se enumeran los materiales para un secador con capacidad para 700 kg de maíz desgranado; en la lista no se incluye el material que se requiere para construir la cobertura del secador.

• 8 caños o tubos de 15 cm de diámetro y de más o menos 70 cm de largo.
• 16 recipientes de lámina o latas de 26 cm de diámetro por 35 cm de altura.
• 3 barriles de 58 cm de diámetro por 87 de altura.
• 8 m de tela de alambre galvanizado de 1 m de ancho y de malla 1,5 por 1,5 mm.
• 3 viguetas de madera de 8 por 4 cm con 2,70 m de largo.
• 2 tablas de 3 por 12 cm por 1/2 m de largo.
• 2 tablas de madera de 3 por 12 cm por 56 cm de largo.
• 2 tiras de madera de 2 por 2 cm por 1/2 m de largo.
• 2 tiras de madera de 2 por 2 cm por 46 cm de largo.
• 5 tiras de madera de 2 por 1 cm por 2 m de largo.
• madera prensada contrachapada de 10 mm de espesor de 1/2 m x 1/2 m
• 2 tablas de 2 por 5 por 10 cm.
• 11 listones de madera de 2,5 por 5 cm por 1,50 m de largo.
• 8 sacos de 60 kg de cemento.
• 2.000 ladrillos macizos.
• 1 kg de alambre del número 12.
• 40 latas de cascajo del número 1.
• 35 latas de arena lavada.
• 50 latas de arena de los terrenos de acarreo.
• 5 kg de cal (para pintar).
• 60 m de hierro para la construcción CA-50 de 6 mm de diámetro.
• 2 pedazos de lámina o chapa galvanizada del número 16, de 20 por 30 cm.
• trozo de lámina o chapa galvanizada del número 16, de 35 por 3 cm.
• 2 bisagras o goznes de 7 cm de altura.
• 1 1/2 kg de clavos del tipo usado para asentar tarugos.
• 15 linces de hierro de 3 mm de diámetro por 6 mm de largo.

Preparación de los barriles (figura 15)

• Corte las tapas de los tres barriles.
• Corte el fondo de los dos barriles.
• Marque el fondo del otro barril.
• Corte el fondo del barril en la marca.
• Perfore los barriles para ensamblarlos.
• Ensamble los barriles usando alambre y alicates.

Preparación de las latas (figura 16)

• Corte tas tapas y los fondos de las 16 latas.
• Aplane las orillas.
• Perfore todas las latas para que puedan ensamblarse.
• Ensamble las latas usando alambre y alicate formando dos conjuntos. Las latas y los barriles pueden ensamblarse con soldadura eléctrica.

Figura 15. Preparación de los barriles.

Figura 16. Preparación de las latas.

Construcción de la puerta para cargar la leña (figura 17).

• Marque el fondo del barril donde va a quedar la puerta de carga de leña.
• Corte en la marca.
• Doble el pedazo de chapa de 35 cm de largo para construir el tirador o manilla de la puerta para cargar la leña.
• Perfore la puerta de carga y el tirador.
• Perfore la puerta y el barril para instalar las bisagras o goznes.
• Fije las bisagras o goznes en el barril y en la puerta.

Figura 17. Construcción de la puerta para cargar la leña.

Construcción de la rejilla (Figura 18).

• Corte 15 pedazos de hierro de construcción de I m de largo.
• Corte 3 pedazos de hierro de construcción de 1/2 m de largo.
• Suelde los pedazos de hierro para formar la rejilla. Para soldar la rejilla use soldadura eléctrica o amarre los pedazos de hierro con alambre.

Figura 18. Construcción de la rejilla.

Elección del terreno. El terreno debe ser seco; la capa freática debe estar por lo menos a 1/2 m de profundidad; si al excavar a más de 1 m se encuentra agua, el terreno no sirve. El borde superior del barril debe quedar alineado con la parte exterior de la pared (figura 19).

• Limpie el terreno y marque un área de 3,7 m de ancho por 4,5 m de largo.
• Excave 40 cm de profundidad en el área marcada.
• Nivele el terreno y compacte el área.
• Llene el área compactada con 5 cm de hormigón, en una relación 1:3:6.
• Marque las paredes del secador.
• Ponga una hilada de medio ladrillo en la marca de las paredes con mezcla o argamasa, en una relación 1:3.
• Construya dos soportes de albañilería para los barriles.
• Construya cuatro soportes de albañilería para las latas.
• Pegue los barriles y las latas en los apoyos con mezcla o argamasa.

Construcción de la parte superior (figuras 20 y 21).

• Construya en las paredes laterales la caja de distribución del aire caliente y las entradas de aire frío de 20 por 20 cm, espaciadas a 18 cm.
• Construya la puerta de inspección de 56 por 56 cm en una de las paredes laterales, a 50 cm del piso.
• Construya el marco el marco de la puerta de inspección.
• Coloque 28 pedazos de hierro de construcción sobre las paredes de la caja.
• Enmarque la puerta de inspección.

Terminado del secador (figura 22).

• Levante las paredes de albañilería del secador hasta una altura de 1,8 m en relación con el piso.
• Construya las tapas laterales de protección a 20 cm de las entradas del aire frío con una altura de 50 cm.
• Construya la base de las chimeneas de 35 cm por 35 cm por 90 cm de altura.
• Haga un agujero de 50 cm por 20 cm para los registros de las chimeneas a 80 cm de altura.
• Construya el apoyo para la tela usando las tres viguetas, de 8 por 4 cm, en los agujeros dejados en la pared.
• Clave en las viguetas los 11 listones de madera de 2,5 por 5 cm a espacios iguales.
• Clave la tela sobre los listones.
• Cubra todas las paredes con mezcla o argamasa en una relación 1:7 y pinte las paredes internas y externas del secador con cal.
• Para cubrir el secador, construya el tejado de dos aguas con un alero de 50 cm.

Figura 19. Elección del terreno y construcción de la planta baja.

Figura 20. Construcción de la parte superior del secador.

Figura 21. Construcción de la puerta de inspección.

Figura 22. Terminado del secador.

Operación de secado. Para dar inicio al secado de los granos siga los siguientes pasos:

• Limpie los granos y haga el muestreo.
• Determine la humedad inicial de los granos (si es posible).
• Llene el secador hasta la altura de la capa de granos recomendada.
• Nivele la superficie de los granos con un rastrillo de madera.
• Encienda el horno (importante: la puerta para cargar leña u otros combustibles debe permanecer cerrada después de encender el fuego).

Para la combustión se puede utilizar leña o subproductos agrícolas, como corontas (olotes o tazas) de maíz, bagazo de caña, etc. La temperatura del aire de secado depende del tipo de grano y de su utilización, ya sea para semilla o como alimento. Al inicio del secado, la temperatura tarda en estabilizarse aproximadamente 20 minutos. Los siguientes son los pasos a seguir:

• Ponga un termómetro con escala de 0 a 200°C en medio de la masa de granos.
• Lea la temperatura después de 5 minutos.
• Ajuste los registros de las chimeneas para mantener la temperatura deseada durante el secado (importante: si es necesario ponga más leña o subproductos agrícolas en el horno).
• Revuelva los granos cada hora usando una pala (después de revolver los granos, nivele la superficie con el rastrillo de madera).
• Muestree cada dos horas y si es posible determine la humedad de los granos (si la humedad es mayor a 13 por ciento continúe el proceso de secado).

Se recomiendan las siguientes temperaturas máximas de secado (la temperatura se controla ajustando los registros de las chimeneas y la cantidad de combustible que se quema):

La altura de la capa depende del tipo de grano; las alturas máximas recomendadas son las siguientes:

Después de cargar el secador se debe nivelar el producto para que el secado sea homogéneo (figura 23).

Figura 23. Operación del secador de convección natural.

Frecuencia de remoción. Es el intervalo de tiempo para revolver los granos. La capa de granos que está en contacto directo con el piso perforado se seca más rápidamente que el producto de las capas superiores; por esta razón es necesario revolver los granos a intervalos regulares de tiempo; se recomienda hacerlo cada hora.

Horno. La temperatura del secado se obtiene a través del calentamiento de los barriles metálicos y de las latas que están debajo de la capa del producto. El calor almacenado en el secador se puede utilizar en forma más eficiente realizando varios secados durante el día.

CUADRO 15: Resultados de secado obtenidos en el CENTREINAR con un secador de convección natural

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