Secador solar de semillas
y granos Secsol SG
Por
Boris A. Zaldívar Núñez*
y Luis Bérriz Pérez**
Alternativa cubana para incentivar la producción
de alimentos
|
|

|
El secado de semillas y granos se ha convertido en una necesidad generalizada para aumentar la producción alimentaria. El cultivo de arroz, frijoles, maíz, sorgo, café, semillas oleaginosas y otros granos ha extendido el problema del secado para su posible conservación y posterior consumo.
Para un secado de calidad es necesario que el grano se seque uniformemente y esto solamente se logra proporcionando un flujo uniforme de aire seco a través del colchón de granos. Este es el principio de los grandes secadores industriales de granos.
En el secado solar de semillas y granos se utilizan diversas variantes, en dependencia de la cantidad de la cosecha y la calidad que se requiera conseguir como producto final, tales como el patio o la plataforma de secado, el secador de caja rotatoria, el secador de tubos, el secador de tambor rotatorio y el secador solar de chimenea con silo para granos. De todas las variantes, la que garantiza una mejor calidad a un costo relativo menor es la de tambor rotatorio.
Este secador consiste en un tambor rotatorio que carga el material a secar (las semillas o granos), situado dentro de una nave transparente de plástico o vidrio, y el tambor es negro para que absorba bien la radiación.
Los tambores suelen tener diferentes diseños en dependencia del material a secar. Por ejemplo, los que se utilizan para secar café y cacao suelen tener agujeros para dejar salir la pulpa o miel que se destila durante el proceso de secado.
El tambor gira muy despacio, por lo que es necesario utilizar un motorreductor u otro mecanismo de movimiento. Este equipo gasta muy poca energía debido a que normalmente una vuelta suele durar de 5 a 10 minutos. La energía eléctrica que consume este equipo puede ser suministrada por un panel solar fotovoltaico.
La variante propuesta es una unidad modular de tambor que carga 400 kilogramos de granos o semillas y puede secar al mes unas 5 toneladas. La cantidad de unidades depende de las necesidades.
Descripción del secador Secsol SG
En la figura 1 se muestran varias vistas de un módulo del secador. El elemento (1) es el tambor rotatorio en el que se carga el material a secar, con una masa de 400 kg de forma a granel a través de dos compuertas que posee el cilindro, de malla de acero inoxidable con perforaciones de 1 mm que conforma el cuerpo del tambor. El centro del cilindro es una tubería de 110 mm de diámetro con dos árboles de tres escalones que se acoplan a las chumaceras donde gira. Este centro transmite el movimiento al resto del tambor a través de 12 rayos, los cuales se unen en pares mediante 6 paletas removedoras de los granos.
|

Fig. 1. Vistas de un módulo del secador solar Secsol SG.
|
|
Las dos caras del tambor poseen un cono truncado para no dejar salir el grano por el agujero central por donde entra el aire seco al tambor, impulsado por un ventilador de entre 6 y 8 m/s de velocidad.
El elemento (2) es la plataforma de trabajo donde el operario carga el tambor por la parte superior; a ella se accede por la escalera (3) y debe ser de una chapa para piso de no menos de 2 mm de espesor.
En la parte inferior del secador se observan las cajas de recolección (4) que se utilizan de banco de recolección de granos, para ser envasados en el recipiente donde se conservará y transportará el grano. Estas cajas deben ser conformadas con chapas de acero inoxidable de 1 mm de espesor.
Rodeando el tambor rotatorio se observa el mecanismo de giro (5). Este sistema funciona llenando con agua extraída del tanque con nivel más bajo, el tanque que se encuentra por encima de la plataforma. El agua es bombeada por una bomba de potencia O, que se hace funcionar con un pequeño panel fotovoltaico llenando el tanque superior a razón de
120 L/min cada 2 minutos, aproximadamente. Una vez completado el giro de 1/8 de vuelta se abre una válvula que envía el agua hacia el tanque de nivel bajo.
En lugar de emplear este mecanismo se puede utilizar un motorreductor con velocidad variable entre 0,1 y 0,5 rpm, directamente acoplado al eje con una potencia de 160 W.
La plataforma y el tambor rotatorio están suspendidos por la estructura (6) conformada de angulares de 50x50x4 y de 30x30x3 mm, según ISO 657-1-2407, lo que garantiza la rigidez y resistencia de la estructura.
Las barandas (7) se utilizan como protección en la zona de trabajo y deberán conformarse con tuberías de una pulgada, y así como la estructura (6) deberán unirse por soldadura. Para la unión de las piezas deberán utilizarse electrodos E7018, recomendados para la manufactura de estructuras de acero de construcción.
Cada módulo de secado deberá unirse con el piso (8) mediante pernos no menores a la denominación M10 y grado de resistencia superior a 6,2. El piso debe ser de hormigón armado de calidad industrial y tendrá las dimensiones adecuadas para instalar cuántos módulos de secado se requieran.
Cada grupo de módulos debe cubrirse con una casa de doble nailon o vidrio como la que se muestra en la figura 2, la cual contiene a su vez las torres de refrescamiento de la atmósfera interior. La cubierta deja pasar los rayos solares hacia la parte interna donde se encuentran los módulos de secado que captan la radiación y calientan el aire que se sopla entre los granos a secar. La temperatura interna de la cámara debe oscilar entre 40
y 50 0C y la humedad relativa no debe superar 70 %.
|

Fig. 2. Casa de doble pared para cubrir los módulos de secado.
|
|
Toda la operación del secador es regulada a través del control automático de humedad y temperatura modelo Secsol, como el que se muestra en la figura 3. Este controlador recibe la información de dentro de la cámara proveniente de dos sensores que miden la temperatura del aire que va a circular por entre los granos a secar; un sensor registra la temperatura del bulbo húmedo y así se determina la humedad relativa del aire de trabajo. Después de procesada la señal, se enciende el ventilador de refrescamiento tanto por exceso de temperatura como por exceso de humedad.
|

Fig. 3. Controlador de humedad y temperatura modelo Secsol.
|
|
Factibilidad
Para la fabricación de este equipo se deben realizar fundamentalmente trabajos de pailería y soldadura. Las piezas que requieren maquinado son escasas y su tecnología de fabricación no es complicada ni requieren índices de precisión altos. Cada módulo de secado puede ser fabricado en un taller local que incluso pertenezca a un trabajador por cuenta propia.
Los materiales para la fabricación se pueden obtener de empresas que comercialicen esos rubros. También se pudiera gestionar la compra de dichos materiales con la empresa de materias primas.
En cuanto a la casa que cubre los módulos, ventiladores y el sistema de control automático, será necesario contratar los servicios de una empresa que comercialice en Cuba este tipo de insumos.
Es necesario definir si se utiliza un motorreductor o el sistema de tanques y trinquetes.
Resultados y recomendaciones
El secador solar para semillas y granos modelo Secsol SG tiene capacidad para secar cinco toneladas mensuales de producto por módulo de secado.
Este secador se puede fabricar y mantener en Cuba, ya que no requiere procesos tecnológicos complejos para su construcción.
Finalmente, para la implementación de esta propuesta se recomienda utilizar acero inoxidable para las superficies de trabajo que entran en contacto con el grano, u otro material que cumpla las especificaciones para el trabajo con alimentos; y también contratar los servicios de construcción y montaje a personal especializado.
* Ingeniero Mecánico. Jefe de genSolar, Cuba.
** Doctor en Ciencias Técnicas. Presidente de Cubasolar.
e-mail:boris@cubasolar.cu y berriz@cubasolar.cu
|