generalidades del proceso de secado de granos
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Abstract—this paper presents the importance of drying grain, what it does, the factors that influence the process and how is the grain drying. Keywords—Secado de granos, parámetros del secado de granos I.INTRODUCCIÓN El creciente costo económico y ambiental de los combustibles fósiles ha promovido el desarrollo de fuentes renovables como alternativas energéticas. Entre las fuentes de energía renovable de mayor potencial figura la energía solar, disponible en todo el mundo y catalogada como un recurso universal que no tiene costo. En respuesta al reto de mejorar la tecnología para el aprovechamiento de la energía solar y su aplicación en actividades concretas, la UTPL ha propuesto una línea de I+D+D, iniciándose con proyectos piloto como el análisis de prefactibilidad del diseño y construcción de sistemas mixtos de energía solar y gas para el secado de granos, considerando que la zona de Loja es de un alto nivel de producción de los mismos. Este trabajo recoge la información disponible sobre el proceso de secado de granos, establecida como resultado de la primera fase de la iniciativa. II. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL SECADO El secado de granos tiene como objetivo fundamental lograr que, durante el almacenamiento, el grano conserve sus características por el mayor tiempo posible. El proceso de secado de granos tiene cuatro retos: disminuir el contenido de agua en los granos, evitar la germinación de las semillas, conservar la máxima calidad del grano; y, alcanzar un grado de humedad que no permita el crecimiento de bacterias y hongos, y, que retarde considerablemente el desarrollo de ácaros e insectos. Los granos y las semillas almacenadas están sujetos a los cambios ambientales. Esto cambios pueden ser de índole física, biológica, y química [1]. Los factores físicos tienen una influencia decisiva en el almacenamiento de los granos y las semillas. Los factores físicos más importantes son la humedad, la temperatura, y la cantidad de oxígeno disponible en las estructuras de almacenamiento. A. Humedad La humedad del ambiente (humedad relativa) y la temperatura, afectan el contenido de humedad. El grano viene del campo con contenidos de humedad altos (20% ó más) impidiendo su almacenamiento "seguro" (10% a 15%). Para calcular el porcentaje de humedad en los granos, se suele utilizar la ecuación 1 [2]. Secadora de granos mixta solar- gas: Generalidades del proceso de secado de granos Ximena Acaro #1 , Carlos Castillo #1 , Raphael Cueva #1 , Jorge Jaramillo #2 #1 Profesionales en formación de la EET, Universidad Técnica Particular de Loja #2 Docente de EET,Universidad Técnica Particular de Loja Loja-Ecuador 1 [email protected], 1 [email protected], 1 [email protected], 2 [email protected] 1
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this paper presents the importance of drying grain, what it does, the factors that influence the process and how is the grain drying.
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Abstract—this paper presents the importance of drying grain, what it does, the factors that influence the process and how is the grain drying.
Keywords—Secado de granos, parámetros del secado de granos
I. INTRODUCCIÓN
El creciente costo económico y ambiental de los combustibles fósiles ha promovido el desarrollo de fuentes renovables como alternativas energéticas. Entre las fuentes de energía renovable de mayor potencial figura la energía solar, disponible en todo el mundo y catalogada como un recurso universal que no tiene costo.
En respuesta al reto de mejorar la tecnología para el aprovechamiento de la energía solar y su aplicación en actividades concretas, la UTPL ha propuesto una línea de I+D+D, iniciándose con proyectos piloto como el análisis de prefactibilidad del diseño y construcción de sistemas mixtos de energía solar y gas para el secado de granos, considerando que la zona de Loja es de un alto nivel de producción de los mismos.
Este trabajo recoge la información disponible sobre el proceso de secado de granos, establecida como resultado de la primera fase de la iniciativa.
II. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL SECADO
El secado de granos tiene como objetivo fundamental lograr que, durante el almacenamiento, el grano conserve sus características por el mayor tiempo posible.
El proceso de secado de granos tiene cuatro retos: disminuir el contenido de agua en los granos, evitar la germinación de las semillas, conservar la máxima calidad del grano; y, alcanzar un grado de humedad que no permita el
crecimiento de bacterias y hongos, y, que retarde considerablemente el desarrollo de ácaros e insectos.
Los granos y las semillas almacenadas están sujetos a los cambios ambientales. Esto cambios pueden ser de índole física, biológica, y química [1].
Los factores físicos tienen una influencia decisiva en el almacenamiento de los granos y las semillas. Los factores físicos más importantes son la humedad, la temperatura, y la cantidad de oxígeno disponible en las estructuras de almacenamiento.
A. Humedad
La humedad del ambiente (humedad relativa) y la temperatura, afectan el contenido de humedad.
El grano viene del campo con contenidos de humedad altos (20% ó más) impidiendo su almacenamiento "seguro" (10% a 15%).
Para calcular el porcentaje de humedad en los granos, se suele utilizar la ecuación 1 [2].
Porcentaje dehumedad=100.Peso del grano secoPeso del grano humedo
(1)
El grano con niveles seguros de humedad experimentará problemas menores por el ataque de microorganismo e insectos durante su almacenamiento [2].
B. Temperatura
Las temperaturas bajas son las mejores para almacenar granos. El grano respira muy lentamente, se genera poco calor dentro del grano, y, se reduce la actividad y respiración de insectos y hongos.
Los microorganismos (hongos) que atacan el grano almacenado se desarrollan rápidamente a temperaturas mayores de 25ºC, con un rango óptimo entre 28 y 32ºC con humedad disponible. Según se desarrollen, la temperatura irá en aumento debido a su metabolismo y crecimiento, causando la descomposición del grano.
Durante la etapa de almacenamiento, se consideran dos temperaturas: la temperatura externa y la temperatura interna del almacén [2]. Dependiendo de los materiales de construcción del almacén, la variación entre las dos temperaturas será más o menos pronunciada. C. Oxígeno disponible
La respiración de los granos, los insectos y microorganismos asociados a ellos, involucra el uso de oxígeno. Mientras menor sea el contenido de oxígeno de un almacén, menor será la respiración del grano y la actividad de los insectos y microorganismos reduciéndose sus efectos de daño [7]
III. PROCESO DE SECADO DE GRANOS
Todos los métodos utilizados para secar granos emplean la propiedad del aire de absorber humedad de cuerpos que contienen agua [3].
Secadora de granos mixta solar-gas: Generalidades del proceso de secado de granos
Ximena Acaro#1, Carlos Castillo#1, Raphael Cueva#1, Jorge Jaramillo#2
#1Profesionales en formación de la EET, Universidad Técnica Particular de Loja#2 Docente de EET,Universidad Técnica Particular de Loja
Loja-Ecuador [email protected], [email protected], [email protected],
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Grano fresco Calentamiento
EliminaciónMICROORGANIS
MOSEnfriamiento
Grano Seco
Una condición primordial para el secado de granos es la relación entre el contenido de humedad del producto y la humedad relativa del aire. La humedad del aire debe ser menor a la humedad final requerida.
Otra condición importante es la temperatura del aire. El aire caliente seca con más rapidez al grano que el aire frio [2].
Es casi imposible secar el grano por completo, debido a que la semilla retiene, en promedio, el 10% de la humedad. El grano puede almacenarse a salvo con esta cantidad de agua. En muchos casos, eliminar esta última cantidad de agua puede dañar el grano.
El proceso de secado de granos, en forma general, consta de tres etapas: calentamiento del grano, eliminación de microorganismos, y, enfriamiento del grano (ver fig.1)
Fig.1. Proceso de secadoTomado de:Sara Abad G,‘et al’, Módulo del horno eléctrico,pág. 3
A. Calentamiento del grano
Cuando se emplean métodos artificiales para secar los granos, la temperatura del aire que se inyecta puede haber sido modificada por la quema de carbón de leña, combustibles fósiles, resistencias eléctricas y otros medios [3]
La temperatura del aire es el parámetro de mayor flexibilidad en un sistema de secado e influye significativamente en la tasa de secado, en la eficiencia de secado, y, en la calidad del producto final.
El aumento de la temperatura del aire significa un menor consumo de energía por unidad de agua evaporada y una mayor tasa de secado. Las temperaturas que pueden permitirse y recomendarse dependen del uso a que se destine el grano. (Ver tabla N°1) [4].
La etapa del calentamiento del grano incluye dos subetapas: calentamiento rápido y calentamiento lento. Estas subetapas se diferencian en la temperatura del aire y en el tiempo de secado.
TABLA N°1TEMPERATURA DE FUNCIONAMIENTO DE UN SECADOR DE
CAPAS DELGADAS*
Producto y uso a que se destina Temperatura máxima
recomendada para el secado
(°C)
Grano para piensos 74
Grano para el consumo humano 57Grano para la elaboración y manufactura 60Grano para semilla o fabricación de cerveza
43
Arroz para el consumo humano 43Frijoles para el consumo humano 35*Fuente,D.W. HALL, “Manipulación y almacenamiento de granos alimenticios”, 3ra ed. Roma: FAO, 1980, Pag.85.
Los tiempos de secado varían de acuerdo al grano y a la región, por lo que no existe una norma. En la mayoría de casos la experiencia permite establecer los tiempos adecuados para el secado. Una recomendación general sobre la temperatura y el tiempo de secado se presenta en la tabla N°2 [4].
TABLA N°2RELACIÓN ENTRE EL CONTENIDO DE HUMEDAD, EL TIEMPO DE
DESECACIÓN Y LA TEMPERATURA MÁXIMA PERMISIBLE DEL AIRE UTILIZADO*
Tiempo de Calentamiento
Contenido de humedad en el grano. (Porcentaje)
15 20 25 30Minutos °C15 59 55 52 5030 56 52 49 4760 53 49 46 44120 50 46 43480 44 401440 39*Fuente,D.W. HALL, “Manipulación y almacenamiento de granos alimenticios”, 3ra ed. Roma: FAO,1980, Pag.86.
B. Eliminación de microorganismos
En esta fase se produce la eliminación de microorganismos u hongos que producen daños al producto cuando se lo almacena. Esto se logra cuando la concentración de oxígeno en el aire que circunda al grano es mínima.
C. Enfriamiento del grano
Finalmente se debe enfriar el producto. Para acelerar el procedimiento se usa aire comprimido, provocando una caída inicial de temperatura brusca, debido a que el aire frío empuja al caliente rápidamente produciendo una variación de temperatura
IV. PRODUCCIÓN DE GRANOS EN LA PROVINCIA DE LOJA
En la provincia de Loja, el maíz genera la mayor parte de unidades de producción por año (UPAs), convirtiéndolo en el principal producto de la provincia(ver tabla N°3) [4]
2
TABLAN°3GRANOS PRODUCIDOS EN LA PROVINCIA DE LOJA*
Grano Zona de producción por cantonesArroz Macara Y Zapotillo, Chaguarpamba y Olmedo,
mayor productor Macará.Café Todos los cantones excepto: Zapotillo y Saraguro. Maní Todos los cantones, mayor productor PaltasMaíz Todos los cantones, mayor productor PindalFréjol Todos los cantones, Loja primer productor de
frejol de la región sierra.Trigo Saraguro y Gonzamá, en pequeñas cantidadesCebada Saraguro y Gonzanamá, en pequeñas cantidadesArveja Todos los cantones excepto: Zapotillo y Olmedo. Soya Macará y Paltas, en pequeñas cantidades
*Fuente, Ministerio de agricultura, ganadería, acuacultura y pesca (MAGAP), Loja.
V. CONCLUSIONES
Es necesario disminuir la humedad en los granos a fin de almacenarlos de manera segura, conservando su calidad y valor nutritivo.
Las variables que influyen en el proceso de secado de granos son la humedad, la temperatura, y, el oxigeno disponible.
El correcto control de las variables de secado permite obtener las características deseadas en los granos.
Se entiende que es seguro un nivel de humedad por debajo del cual se reduce la actividad respiratoria de los granos y se dificulta el ataque de insectos y hongos.
Cada grano tiene una velocidad de extracción de agua por hora para no sufrir deterioro, si se sobrepasa ese valor al momento de secado es difícil mantener su calidad.
VI. REFERENCIAS
[1] P.E. Berry, “Desecación y almacenamiento de granos”,1ra ed., Ed. Acribia España, 1962.
[2] C. Lindblad, L. Druben, “Almacenamiento del Grano”, 1ra ed., Ed. Concepto S.A, 1979.
[3] D.W. HALL. “Manipulación y Almacenamiento de Granos Alimenticios en las Zonas Tropicales y Subtropicales”, 3ra ed., Ed. FAO Roma, 1980, pp. 87-178
[4] Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca (MAGAP), “III Censo Nacional Agropecuario”[en línea], Abril 2010 [en línea]en:http://www.magap.gov.ec/magapweb/censo/index.htm [Consulta: 1 abril 2010 ]
[5] Fuente, Sara Abad G,‘et al’, Módulo del horno eléctrico,pág. 3. [en línea]. http://ciecfie.epn.edu.ec/Automatizacion/Laboratorios/procesos/Web_site_procesos_septiembre2009_enero2010/proyectos_files/paper_horno_electrico.pdf [Consulta: 6 abril 2010 ]
[6] Regional POSTCOSECHA Program, “Secamientos de granos su importancia y las prácticas comunes” [en línea]. Postcosecha a postharvesttechnology. Abril 2010. <http://www.postcosecha.net/en/Home/Documentation/Publications/Extensionists> [Consulta: 2 abril 2010 ]
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