WO1998045656A1 - Procedimiento de secado de grano y silo para la puesta en practica del procedimiento - Google Patents

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    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/02—Heating arrangements using combustion heating

Definitions

  • the present invention relates to a new grain drying process, which achieves, in addition to optimum quality in the final product, good thermal efficiency and improved production, with the consequent impact that this entails in the economic aspect.
  • the invention also concerns the silo for the implementation of said process.
  • the drying technique consists essentially in the passage of a stream of hot air, at a temperature limited by the integrity of the characteristics of the dry product to be achieved, until the humidity said product drops to the expected conservation level, which logically is not the same in all grains, mainly due to its different constitution. Once the storage humidity has been reached, the grain is cooled, to bring it to the maximum temperature
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) possible low, depending on the ambient air, which is the one used for this purpose, and may even, in very special cases, have to treat the grain with the support of cold equipment.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) "piston" flow system in which a last cold air treatment zone is defined, keeping the false bottom, fixed or mobile, with cross air passage with respect to the passage of the grain, which prevents thermal efficiency from improving.
  • the generalized solution for important grain humidities has been the use of air inlet ducts to the grain mass, and exit of said mass, according to a three-pin arrangement, in which said ducts are parallel, with a balanced distance with the loss of load produced.
  • This provision improves the specific flow in a very substantial way, which is why it has been fundamentally imposed on the market, together with the "tower” arrangement, instead of the classic tapestry, which in turn greatly simplifies the mechanization of grain in the process.
  • the regulation or modulation of the process has been facilitated with the tower system, having also facilitated the work "in recirculation" by batches, necessary in cases, such as rice, in which the diffusion of internal humidity is slow.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Sensitive air, are based on the recirculation of the used air, which leaves the lower areas much less humid than in the upper ones of the drying tower. This air is mixed with dry and hot air, and is sent back to the hot air inlet of the tower.
  • the technique used in the recovery of sensible heat from the grain is the technique of "dryeration”, or slow deferred cooling, or drying aeration, in its various methods, from the initial static, to the current continuum.
  • it is a static drying and with ascending ventilation with hot air of the grain that enters the silo, grain that is arranged in a perforated sheet diaphragm on radial profiles, under which hot air is blown, by means of a generator located in the outer wall of the silo, at medium height.
  • the insufflated air mixes with that of cooling, crosses the grid and the layer of grain, and goes outside by caps arranged on the roof of the silo.
  • Each batch, once dry, is emptied by a floodgate that, when opened, spills the grain into the lower area of the silo, the one intended for cooling.
  • the procedure proposed by the invention solves in a fully satisfactory manner the above-mentioned problem, since it consists of a continuous drying system in the upper zone of the silo that allows parallel to the grain cooling in the silo itself, in the lower zone of the same, avoiding the problems and especially the thermal losses that suppose the classic manipulations of transfer or transfer of the hot grain.
  • the process of the invention consists in establishing the access of hot air to the silo through the upper extreme area of the silo, immediately above where the grain feed to said silo is produced, grain that moves on a flat imaginary corresponding conical trunk-conical with the natural slope of the type of grain being treated, so that air and grain move to "co-current", that is to say instead of doing it in opposite directions, as conventionally happens.
  • This hot, drying air after running parallel with the grain, exits to the outside laterally, by folded sheet ducts, which are supported by a central piece in the form of a key and on the wall of the silo.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The grain, partially dry, accesses the lower and major area of the silo, a cooling zone, where the grain mass is crossed vertically and upwards by a stream of cooling air that also goes outside through the ducts mentioned above.
  • the silo for the implementation of this procedure can be materialized in a continuous dryeration silo, of circular or polygonal horizontal section, in which in the lower zone, in addition to the classic cooling air fan and delivery system From air to grain, a grain extraction system is established, either the classic pivot of the circular section, and multiple outlets, for all types.
  • the silo In the upper part of the silo there is a system of dihedral open ducts, usually in crown, if the silo is of circular section, and parallel, if polygonal, arranged with an inclination similar to that of the natural slope of the grain to be processed. They collect goes outside, separating the grain in the lower part of the ducts, which is open.
  • a grain reserve is placed, which pours continuously, as the mass descends, keeping the area superior to the air evacuation ducts, in uniform load
  • This hopper is supported , or by the conduits themselves, or by the roof of the silo. It is loaded by pipe or conveyor from the outside.
  • SUBSTITUTE SHEET silo and, in its central dome, the hot air drive fan (s) is placed, which introduces it into the chamber between the ceiling and the grain, overcoming the resistance of the mass of this and leaving the ducts outside .
  • this descriptive report is attached, as an integral part thereof, of a single sheet of plans in which for illustrative purposes and not limitative and in its only figure, a silo has been schematically represented for the implementation of the grain drying process that constitutes the object of the present invention.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) continue through a perimeter opening below the barn hopper, as the grain descends.
  • the height of the mouth is adjustable to determine the base of the silo (1), according to the orders of the air temperature control system, which exits through the ducts (5), whose probes are located at the exits of the used air that passes through to "co-current" the mass of grain that is on them, coming from the generation.
  • the grain descends past the network of ducts, which ends its process of treatment with hot air, and passes to the treatment with counter-current ambient air in the lower zone (7) of the silo (1), thanks to the fan located at the base (9), to the outside, that breathes it into a false perforated sheet bottom (8), and from this to the grain mass of the lower area of the silo, under the ducts (25).
  • the air rises it receives heat from the grain and evaporates its residual moisture, which is the "continuous continuous" dryeration system.
  • the extraction system (10), located at the base of the silo, can be the drawing, which is a double pivoting auger, classic of the circular section silos for continuous “dryeration”, or any one of multiple exits, in those of rectangular section, to achieve a uniform decrease of the grain: "FIFO" (first entered first extracted).

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Abstract

Consiste en establecer el generador de calor, compuesto por el quemador (2) de una cámera de combustión (3), situados en la zona superior del silo, o desembocando en esta zona, donde si estará situado un ventilador (4), que impulsa al aire caliente a traspasar la capa superior del grano que llena el silo (1), accediendo por la parte superior grano y aire, atravesando éste la capa superior de grano, hasta salir por una red de conductos (5), paralelos o en corona, según la sección del silo, apoyados en una pieza central (6) y la pared del silo, sometiendo al grano a un tratamiento de secado por aire caliente, en corriente paralela al descenso del grano. A partir de los conductos el grano sigue su descenso por la zona inferior del silo (7), recibiendo un tratamiento de enfriamiento a contracorriente, gracias al aire impulsado por un ventilator (9), que lo insufla por un falso fondo de chapa perforada (8), que hace de base del silo, y sobre el que actúa un sistema de extracción (10) que asegura el descenso uniforme del grano.

Description

PROCEDIMIENTO DE SECADO DE GRANO Y SILO PARA LA PUESTA EN PRÁCTICA DEL PROCEDIMIENTO
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento de secado de grano, con el que se consigue, además de una óptima calidad en el producto final, un buen rendimiento térmico y una mejora de la producción, con la consecuente repercusión que ello supone en el aspecto económico.
La invención concierne también al silo para la puesta en práctica de dicho procedimiento.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La adaptación de cultivos a las condiciones de zonas de ciclo más corto, la utilización de variedades de mayor producción, o la necesidad de un menor ciclo para la rotación de cultivos, han llevado a desarrollar técnicas de secado en la post-cosecha de granos, que antes eran objeto del secado natural en la planta.
La técnica de secado consiste esencialmente en el paso de una corriente de aire caliente, a temperatura limitada por la integridad de las características del producto seco a conseguir, hasta que la humedad dicho producto desciende al nivel de conservación previsto, que lógicamente no es el mismo en todos los granos, debido sobre todo a su distinta constitución. Una vez alcanzada la humedad de almacenamiento, se procede a un enfriamiento del grano, para ponerlo a temperatura lo más
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) baja posible, en función del aire ambiental, que es el que se utiliza a tal efecto, pudiendo incluso, en casos muy especiales, tener que tratar el grano con apoyo de equipos de frío.
Dada la importancia de la producción de grano, la energía empleada para la retirada de la humedad en el secado resulta absolutamente relevante, como coste de producción. Sin embargo, las técnicas de aplicación del aire caliente en uso, no consiguen un buen rendimiento térmico, con un bajo consumo térmico específico (CTS) .
Existen diferentes métodos para el secado de grano, entre los que pueden destacarse los siguientes:
- En el secado estático, se establecen capas de grano húmedo, sobre falsos fondos de chapa perforada o similar, a través de los que se hace pasar aire caliente generado en hornos de biomasa y/o derivados de petróleo. Tras cada tanda de grano secada, es preciso detener la combustión y ventilar para conseguir el necesario enfriamiento. Así pues, en el secado estático el trabajo se realiza mediante ciclos de carga, secado, enfriamiento y descarga de cada tanda, y cualquier mejora sobre este método estático afecta exclusivamente a los medios de manipulación del grano, que van desde la forma manual hasta sofisticados sistemas de carga e igualado, y al automatismo y temporización en las maniobras de secado y enfriamiento .
- Con posterioridad al secado estático surgió el secado de tapiz, con la ventaja fundamental de permitir el trabajo "en continuo", ahorrando tiempos muertos de proceso, bien haciendo avanzar dicho tapiz o bien haciendo avanzar el grano sobre el mismo. Se trata de un
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) sistema de flujo "en pistón" en el que se define una última zona de tratamiento con aire frío, manteniéndose el falso fondo, fijo o móvil, con paso de aire cruzado con respecto del paso del grano, lo que impide mejorar el rendimiento térmico.
En la búsqueda de reducción del coste de maquinaria, se precisaba reducir al máximo la relación caudal específico de aire-volumen de secadero, lo que incrementaba la producción por unidad de volumen (o peso) de máquina, de donde surgió el secado en corrientes paralelas
La solución generalizada para humedades de grano importantes, ha sido el empleo de conductos de entrada de aire a la masa de grano, y salida de dicha masa, según una disposición al tresbolillo, en la que dichos conductos resultan paralelos, con una distancia equilibrada con la pérdida de carga producida. Esta disposición mejora el caudal específico de forma muy sustancial, por lo que se ha impuesto fundamentalmente en el mercado, conjuntamente con la disposición "en torre", en lugar del clásico tapiz, lo que a su vez simplifica notablemente la mecanización del grano en el proceso. Además, la regulación o modulación del proceso se ha facilitado con el sistema de torre, habiéndose facilitado tamoién el trabajo "en recirculación" por tandas, necesario en casos, como el del arroz, en los que la difusión de la humedad interna es lenta.
En esta evolución tecnológica han surgido también técnicas de recuperación del calor sensible, ya sea del grano, ya sea del aire usado.
Las técnicas usadas para recuperación del calor
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) sensible del aire, se basan en la recirculación del aire usado, que sale de las zonas inferiores mucho menos húmedo que en las superiores de la torre de secado. Este aire se mezcla con aire seco y caliente, y es enviado de nuevo a la entrada de aire caliente de la torre.
La técnica usada en la recuperación del calor sensible del grano, es la técnica de "dryeration" , o enfriamiento lento diferido, o secado aireación, en sus diversos métodos, desde el estático inicial, hasta el continuo actual.
Los diferentes métodos anteriormente expuestos traen consigo soluciones mecánicas que presentan todas ellas como denominador común el hecho de que el aire se desplaza a "contracorriente" con respecto al grano.
Merece especial mención el método ofertado al mercado por la firma Grain Systems, Inc., en el que se parte de un silo ventilado, con falso fondo, para enfriar el grano, el cual se seca en la parte superior del silo.
De forma más concreta se trata de un secado estático y con ventilación ascendente con aire caliente del grano que entra en el silo, grano que se dispone en un diafragma de chapa perforada sobre perfiles radiales, bajo el que se insufla aire caliente, por medio de un generador situado en la pared exterior del silo, a media altura. El aire insuflado se mezcla con el de enfriamiento, atraviesa la rejilla y la capa de grano, y sale al exterior por sombreretes dispuestos en el techo del silo. Cada tanda, una vez seca, se vacía por una compuertas que, al abrirse, derraman el grano dentro de la zona inferior del silo, la prevista para su enfriamiento.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Esta solución, si bien resulta aceptable en cuanto a los resultados obtenidos, desde el punto de vista de aprovechamiento energético, presenta en contrapartida y como problema fundamental su carácter intermitente que obliga a cargas, paradas y descargas del grano, lo que hace que el proceso resulte lento y funcionalmente complejo .
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El procedimiento que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, ya que consiste en un sistema continuo de secado en la zona superior del silo que permite paralelamente que el enfriamiento del grano se realice en el propio silo, en la zona inferior del mismo, evitándose los problemas y especialmente las pérdidas térmicas que suponen las clásicas manipulaciones de traspaso o trasvase del grano caliente.
De forma más concreta el procedimiento de la invención consiste en establecer el acceso del aire caliente al silo por la zona extrema superior del mismo, inmediatamente por encima de donde se produce la alimentación de grano a dicho silo, grano que se desplaza sobre un imaginario plano tronco-cónico de inclinación correspondiente con el talud natural del tipo de grano en tratamiento, de manera que aire y grano se desplazan a "co-corriente" , es decir en lugar de hacerlo en sentidos contrarios, como sucede convencionalmente . Este aire caliente, de secado, tras discurrir paralelamente con el grano, sale al exterior lateralmente, por unos conductos de chapa plegada, que se apoyan en una pieza central en forma de clave y en la pared del silo.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) El grano, parcialmente seco, accede a la zona inferior y mayoritaπa del silo, zona de enfriamiento, donde la masa de grano es atravesada vertical y ascendentemente por una corriente de aire de enfriamiento que sale al exterior también por los conductos citados anteriormente .
El silo para la puesta en práctica de este procedimiento, puede materializarse en un silo de "dryeration" continua, de sección horizontal circular o poligonal, en el que en la zona inferior, además del clásico ventilador de aire ambiental de enfriamiento y sistema de reparto de aire al grano, se establece un sistema de extracción de grano, ya sea el pivotante clásico de los de sección circular, ya de salidas múltiples, para todo tipo.
En la parte superior del silo se sitúa un sistema de conductos diédπcos abiertos mfenormente , en corona, si el silo es de sección circular, y paralelos, si es poligonal, dispuestos con inclinación similar a la del talud natural del grano a procesar El aire que colectan sale al exterior, separándose del grano en la zona inferior de los conductos, que está abierta.
Sobre la red de conductos, en el centro de la sección, se sitúa una reserva de grano, que vierte continuamente, a medida que la masa desciende, manteniendo la zona superior a los conductos de evacuación de aire, en carga uniforme Esta tolva es soportada, o por los propios conductos, o por el techo del silo. Se carga por tubería o transportador desde el exterior.
Por encima de la tolva-granero está el techo del
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) silo y, en su cúpula central, se sitúa el (o los) ventilador de impulsión del aire caliente, que lo introduce en la cámara entre el techo y el grano, venciendo la resistencia de la masa de éste y saliendo por los conductos al exterior.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de una hoja única de planos en la que con carácter ilustrativo y no limitativo y en su única figura, se ha representado esquemáticamente un silo para la puesta en práctica del procedimiento de secado de granos que constituye el objeto de la presente invención.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de esta figura puede observarse cómo, de acuerdo con la invención, se parte de un silo (1) cuyo techo se remata en una cúpula y dispone de un ventilador (4) , que aspira el aire caliente del generador formado por un quemador de cualquier tipo y combustible (2) , que actúa sobre una cámara de combustión (3) , refrigerada por el aire aspirado. Este aire es insuflado a través de la capa superior del grano, saliendo al exterior por la red de conductos (5) .
Paralelamente, también en la zona superior del techo se establece una entrada para el grano, por una tubería o transportador, que lo vierte sobre un receptáculo central dispuesto sobre la pieza en clave (6) , soporte de los conductos (5) , del que sale de forma
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) continua por una embocadura perimetral inferior a la tolva granero, a medida que el grano desciende. La altura de la embocadura es regulable para determinar la base del silo (1) , según los órdenes del sistema de control de temperatura del aire, que sale por los conductos (5) , cuyas sondas se ubican en las salidas del aire usado que traspasa a "co-corriente" la masa de grano que está sobre ellos, proveniente de la generación.
El grano desciende pasando la red de conductos, con lo que termina su proceso de tratamiento con aire caliente, y pasa al tratamiento con aire ambiental a contracorriente en la zona inferior (7) del silo (1) , gracias al ventilador situado en la base (9) , al exterior, que lo insufla en un falso fondo de chapa perforada (8) , y de ésta a la masa de grano de la zona inferior del silo, bajo los conductos (25) . A medida que el aire asciende, recibe calor del grano y evapora su humedad residual, que es el sistema de "dryeration" en continuo clásica.
Ξl sistema de extracción (10) , situado en la base del silo, puede ser el dibujado, que es un doble sinfín pivotante, clásico de los silos de sección circular para "dryeration" continua, o uno cualquiera de salidas múltiples, en los de sección rectangular, para conseguir un descenso uniforme del grano: "FIFO" (primero entrado primero extraído) .
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
Ia.- Procedimiento de secado de grano que estando previsto para ser llevado a cabo en el interior de un silo, en el que se produce también el posterior enfriamiento de dicho grano, se caracteriza porque consiste en hacer discurrir el grano, de forma continua o intermitente, desde la parte superior del silo hacia abajo de forma uniforme, mediante sistema de extracción pivotante, en caso de silo circular, o con sistema de salidas múltiples dosificadas, en caso general, recibiendo el grano durante su descenso un primer tratamiento con aire caliente que entra por la parte central del techo del silo, atraviesa la capa superior del grano, de arriba a abajo, y sale por un sistema de conductos al exterior del silo, y, a continuación, el grano recibe una corriente de aire, que viene de la zona inferior, impulsado por un ventilador, que lo insufla a un falso fondo de chapa perforada, que sirve de base al silo.
2a.- Silo para la puesta en práctica del procedimiento de la reivindicación Ia, caracterizado porque incorpora, sobre el techo que remata su cuerpo (1) , y sobre el punto superior medio del mismo, un ventilador (4) , que aspira el aire generado por un quemador (2) de cualquier combustible y una cámara de combustión (3) a la que refrigera, de manera que el aire así aspirado es impulsado al interior del silo (1) , y pasa por la capa superior de grano, saliendo al exterior por una red de conductos de chapa (5) , habiéndose previsto que el grano entre en el silo por una tubería o transportador, que lo vierte en una tolva-granero situada sobre la pieza (6) soporte de los conductos (5) , con una rama regulable, entre tolva y pieza, para regular a su
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) vez la altura de la capa atravesada por el aire caliente, que permanece de volumen constante, siendo la tolva- granero cargada de forma automática, por medio de electroniveles, recibiendo el grano, una vez desciende por debajo de los conductos (5) , un tratamiento de aire a contracorriente, con transferencia de calor y humedad del grano al aire exterior.
3a.- Silo, según reivindicación 2a, caracterizado porque incorpora en su base un falso fondo (8) de chapa perforada por la que es insuflado el aire de enfriamiento, por medio de un ventilador (9), y por encima de él, dentro de la masa de grano un sistema de extracción de grano, ya sea un extractor rotativo pivotante (10), ya un sistema de salidas múltiples, para garantizar el sistema de vaciado "primero entrado, primero extraído" .
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
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