WO2020044162A1 - Máquina secadora de granos y proceso multietapas para el secado de granos - Google Patents

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Alvaro Ardila Duarte
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Tecniares S.A.S.
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Definitions

  • the present invention belongs to the field of mechanics and consists of systems and processes for drying beans, particularly coffee beans. Said drying systems and drying processes combine controlled heating of the grains by electromagnetic radiation and resting stages of the grains under vacuum, thus eliminating or reducing the moisture of the grains in a significantly short time and in a 100% ecological manner, since these systems and processes do not generate polluting emissions, they do not require fossil fuels for their operation.
  • the main objective of drying is to reduce the humidity of the grains to safe levels for storage and optimal for commercialization, being usual to do it by hand using sun drying (in which case solar energy heats the grain while the currents of air drag moisture) or by mechanical drying (in which case the air is artificially heated and flows through the wet grains).
  • patent document US5960560 discloses a solar thermal dehydrator comprising a plurality of drying chambers therein and a plurality of perforated trays on which the grains to be dried are placed.
  • a mechanical structure is responsible for forcing the flow of air into and out of the drying chambers, while a second structure is responsible for allowing sunlight to heat the air that passes through the chambers of drying, thus achieving dehydration of the beans placed on the perforated trays.
  • patent document CN105285090 discloses a grain drying machine that uses continuous vacuum and low temperature far infrared heating.
  • said drying machine comprises a feed hopper, a rotary vacuum feed valve, a discharge port of the vacuum rotary feed valve and several vacuum drying discs, in which a range is disposed between the discharge port of the rotary vacuum feed valve and each vacuum drying disc, so that the grains are evenly distributed in the vacuum drying disc along the rotation of the vacuum drying disc.
  • a far-infrared heating device is arranged above the vacuum drying disc, guaranteeing a slow and uniform heating of the grains.
  • the inventors highlight the use of vacuum tubes arranged between the vacuum drying discs, so that hot air and wet steam are sucked through said vacuum tubes.
  • the grains are cooled by a cooling section, and discharged through a rotary vacuum discharge valve in a lifting machine.
  • CN105309609 Another type of grain drying system is disclosed in CN105309609, basically consisting of a mobile spiral grain roller dryer.
  • Said grain dryer uses solar energy and air energy, and is complemented by the use of electrical energy, so that a series of solar energy collectors, a layer suitable for heat preservation and a set of hot air pipes They are placed on the roof of the enclosure designed to carry out the drying process.
  • said dryer has the advantage of being structurally simple, low cost, notable in energy saving, reducing effect emissions and high drying speed.
  • said document reveals a grain drying machine that uses solar energy, either to heat the air or the grains, together with the complementary use of electric energy.
  • solar energy either to heat the air or the grains
  • the efficiency achieved suggests that it does not correspond to a suitable design for handling large volumes of wet grains.
  • the US6209223 patent discloses a grain drying system consisting of two main parts: a hot drying air generator and a modular portable drying hopper.
  • Said air generator incorporates a heat pipe specifically designed to improve the efficiency of a dehumidifying pump, making its use economically feasible, especially for humid climates. It also incorporates a series of burners that act as anti-pollution systems.
  • the hot air generator can run on many energy sources, including electricity, gasoline, diesel, biomass, wood, charcoal, rice husk, or even solar energy.
  • the modular tray is made of several modules that can be disassembled, transported and reassembled in a practical way.
  • the design also creates a very low air pressure drop, which allows substantial fan energy savings.
  • the previous device has as an additional characteristic element an air dehumidifier. However, it does not incorporate elements that make efficient the flow of air through the mass that is intended to dry as the air leaves a source in a horizontal direction but is distributed in a high place. Likewise, in the claiming chapter there is no definition of a method of drying with alternate stages, ranging from conventional drying to vacuum rest.
  • the grain drying process results from the particular combination of a stage that involves controlled heating of the grains by electromagnetic radiation, simultaneously with the entrainment of moisture from said grains by an efficient air circulation through of the grains, a stage of rest under vacuum of the grains that speeds up the drying process by encouraging the migration of moisture towards the surface of the grains, and a new stage of drying that involves the controlled heating of the grains by electromagnetic radiation , by way of Simultaneously with the drag of the humidity of said grains by an efficient circulation of air through the grains.
  • a drying machine comprising a drying rotor characterized by having a source of electromagnetic radiation inside, which is emitted in such a way that it is able to heat the wet grains in a controlled and efficient way. entered into the rotor, and an efficient ventilation system that allows the entry of hot and dry air, which crosses the grains and draws moisture from them when removed from the rotor.
  • the invention relates to a vacuum rest rotor which is characterized by comprising a vacuum rest rotor, into which the grains that are subjected to a vacuum and controlled temperature are entered, in order to expedite the process of dried by encouraging the migration of moisture to the surface of the grains.
  • the invention also relates to a drying process comprising the entry of the wet grains into a drying rotor, in which the wet grains are heated upon contact with the electromagnetic radiation emitted by the thermal panels that are located in The inside of the drying rotor and emitting electromagnetic radiation.
  • the drying rotor additionally comprises an efficient ventilation system, which allows, through the baffles attached to the fixed and load ventilation caps, the entry of dry and hot air by solar radiation, where said air has once captured the surrounding humidity in the cavities of the drying rotor, it is removed by the action of an extractor.
  • the drying process of the invention comprises a first stage in a drying rotor in which the wet grains are heated upon contact with the thermal radiation emitted by the thermal panels that are located inside the interior. Drying rotor and emitting electromagnetic radiation.
  • the drying rotor additionally comprises an efficient ventilation system, which allows, through the baffles attached to the fixed and load ventilation caps, the entry of dry and hot air by solar radiation, where said air has once captured the surrounding humidity in the cavities of the drying rotor, it is removed by the action of an extractor.
  • the drying process of the invention comprises a second stage of resting the grains under vacuum in a specialized rotor to generate said vacuum, combined with a controlled temperature, and a third stage of drying comprising locating the grains in a rotor of dried in which the wet grains are heated upon contact with the thermal radiation emitted by the thermal panels that are located inside the drying rotor and emitting electromagnetic radiation, and where the drying rotor additionally comprises an efficient ventilation system , which allows, through the baffles attached to the fixed and load ventilation covers, the entry of dry and hot air by solar radiation, where said air, once it has captured the surrounding humidity in the cavities of the drying rotor , is removed by the action of an extractor
  • the sources of energy for the operation of the present invention include, but are not limited to, solar energy and electrical energy, so that the systems and processes of the invention are 100% ecological, since the system does not require fossil fuels, and therefore no polluting emissions are generated.
  • FIGURE 1 are two schematic views of the fully assembled drying rotor (1) of the invention.
  • FIGURE 2 shows the exploded view of the drying rotor (1) of the invention.
  • FIGURE 3 shows the exploded view of the thermal panel type 1 (13) of the invention.
  • FIGURE 4 shows the exploded view of the thermal panel type 2 (14) of the invention.
  • FIGURE 5 shows a section (A) of the drying rotor (1) of the invention, where the position of the thermal panels type 1 (13) and type 2 (14) is appreciated.
  • FIGURE 6 shows three schematic views of the vacuum rest rotor (34) of the fully assembled invention.
  • FIGURE 7 shows a section (A) of the vacuum rest rotor (34) of the invention.
  • FIGURE 8 shows the exploded view of the vacuum rest rotor (34) of the invention.
  • FIGURE 9 shows a front view (A) and a side view (B) of the location of the drying rotors (1) and vacuum rest (34) of the system of the invention in a structure containing them, including different accessories necessary for the operation of the dryer.
  • FIGURE 10 shows again the drying (1) and vacuum rest rotors (34) of the system of the invention, installed in the structure containing them and with the covers separated from the structure.
  • FIGURE 1 1 shows the arrangement of the covers covering the structure containing the drying rotors (1) and vacuum rest (34) of the drying system of the invention.
  • Metal bearing which corresponds to a cast piece on which the metal bushing (10) that is fixed with screws to the left metal support (2) rotates, together they support the left part of the drying rotor (1).
  • Duct of the center of the rotor corresponds to a plastic or metallic tube which is constructed with perforated sheet and two flanks, it is secured with screws by a side to plate transmission side (5) drying rotor (1) and on the other side to the plate of the suction side (6) of the drying rotor (1).
  • Fixed ventilation cover comprising a metal or plastic structure that has a perforated metal sheet through which air enters the drying rotor (1), which is secured with screws to the plates (5) and (6 ) and air baffle (12).
  • Air collector deflector corresponding to a metal part to which the load window frame (1 1) is secured. These two parts (1 1) and (12) are hinged to the fixed rotor cover (8). This device thus assembled, when opened, allows the passage of coffee beans to the inner part of the drying rotor (1), and when closed, allows the passage of air into the drying rotor (1) through the perforated sheet attached to the loading window frame (1 1).
  • Type 1 thermal panel corresponding to a metal or plastic structure that is secured by screws to the plates (5) and (6). .
  • FIGURE 3 Perforated metal or plastic sheet that protects the source of electromagnetic radiation (13C) and through its perforations allows infrared radiation to pass through.
  • FIGURE 3 Metal support to which the source of electromagnetic radiation (13C) and the metallic or plastic sheet (13A) are fastened by screws.
  • FIGURE 3 (13C) Source of electromagnetic radiation, which corresponds to a sheet in fiberglass that has printed carbon crystals and an electrical circuit.
  • FIGURE 3 (14) Type 2 thermal panel that corresponds to a metal or plastic structure that is secured by screws to the plates (5) and (6), and that has a screen in its middle part that corresponds to a sheet that helps to move the grains inside the drying rotor (1.
  • FIGURE 4 Perforated metal or plastic sheet that protects the source of electromagnetic radiation (14C) and through its perforations allows infrared radiation to pass through.
  • FIGURE 4 Perforated metal or plastic sheet that protects the source of electromagnetic radiation (14C) and through its perforations allows infrared radiation to pass through.
  • FIGURE 4 Metal support to which the source of electromagnetic radiation (14C) and the metallic or plastic sheet (14 A) are attached by screws.
  • FIGURE 2 Cover for sampling corresponding to a transparent plastic cover which is installed in the plate (6) located on the suction side of the drying rotor (1) and which is easy to remove to allow sampling .
  • FIGURE 2
  • Control shaft corresponding to a metal part consisting of a metal flange to which a steel shaft tip and metal reinforcements are welded.
  • This assembly is fastened by screws, on the right side, to the plate (5) located on the transmission side and houses the wedge (18) which drives the large chain sprocket (32) that is mounted on the shaft.
  • the whole assembly rests on the chumacera (20) which is secured to the right metal support (3) and together they support the right part of the drying rotor (1).
  • Wedge corresponds to a metal part that is housed in the drive shaft (17) and joins it to the large chain sprocket (32).
  • Speed reducer corresponding to a speed reducer box that has a horizontal and a transverse axis mounted on ball bearings, a helical pinion is installed on the horizontal axis that transmits the movement to the transverse axis which has a no end.
  • This device allows to reduce the speed of the horizontal axis to the transverse axis and in turn changes the position of the transmission axes, it is secured with screws to the right metal support (3).
  • V-pulley corresponds to a metal part that is mounted on the horizontal axis of the speed reducer (24) and receives the movement of the V-belt (27) and transmits it through the speed reducer (24) to the small chain sprocket (30).
  • V-belt that corresponds to a synthetic transmission band, is used to transmit movement between the large V-pulley (25) and the small V-pulley (26).
  • Rotary air connector corresponding to a mechanical device that allows the passage of air between the vacuum rest rotor (34) and the vacuum pump (67) when the vacuum rest rotor (34) is in movement and the vacuum pump (67) is fixedly installed.
  • Control shaft corresponding to a metal part consisting of a metal flange to which a steel shaft tip and metal reinforcements are welded.
  • This assembly is attached on the left side to the rotor plate of the suction side of the pump (40) by means of screws.
  • the whole assembly rests on the chumacera stall (36) which is secured to the left metal support (35) and together they support the left part of the vacuum rest rotor (34).
  • Thermometer that is installed in the rotor plate on the suction side of the pump (40) of the vacuum rest rotor (34) and which is used to measure the temperature of the grains during the vacuum rest process .
  • Vacuum rotor loading window cover corresponding to a metal or plastic sheet that is installed in the cylinder (42) of the vacuum rotor (34) by screws.
  • Vacuum rotor cylinder corresponding to a tubular structure constructed in sheet.
  • the rotor plate (40) is attached to the cylinder (40) on the suction side of the pump by means of screws, and the external plate on the transmission side (47).
  • Control shaft corresponds to a metal part consisting of a metal flange to which a steel shaft tip and metal reinforcements are welded. This assembly is attached on the right side to the central plate (46) on the side of the transmission by means of screws, which also houses the wedge (49) which drives the large chain pinion (64) that is mounted on the shaft.
  • the whole assembly rests on the chumacera stall (51) which is secured to the right metal support (61) and together they support the right part of the vacuum rest rotor (34).
  • (50) Protector that corresponds to a metal or plastic part that is fixed with screws to the right metal support (61), and has the function of insulating and protecting the slatable chumacera (51), the large chain pinion (64), the crawler chain (58), the collector (52) and the brush holder (53).
  • Brush holder corresponds to an insulating part installed on the collector (53) which has two brushes through which the electric current is transmitted to the copper bushing of the collector (53) and these in turn transmit it to electrical resistance (44).
  • Manifold corresponding to an insulating piece that is mounted on the tip of the drive shaft (48) and rotates with it, has two copper bushings that are connected to the electrical resistor (44).
  • Wedge corresponds to a metal part that is housed in the transverse axis of the speed reducer (55) and drives the small chain pinion (62).
  • Speed reducer corresponding to a speed reducer box that has a horizontal and a transverse axis mounted on ball bearings, a helical pinion is installed on the horizontal axis that transmits the movement to the transverse axis which has an installed end.
  • This device allows to reduce the speed from the horizontal axis to the transverse axis and in turn changes the position of the transmission axes, it is secured with screws to the right metal support (61).
  • V-pulley corresponding to a metal part that is mounted on the horizontal axis of the speed reducer (55) and receives the movement of the V-belt (58) and transmits it through the speed reducer (55 ) to the small chain sprocket (62).
  • V-belt that corresponds to a synthetic transmission band, and is used to transmit movement between the large V-pulley (56) and the small V-pulley (57).
  • Crawler chain which fulfills the function of transmitting movement to the drive shaft (48) through the large chain sprocket (64) and this in turn transmits it to the vacuum idle rotor (34).
  • Rotor center duct that corresponds to a plastic or metallic tube which is constructed with perforated sheet and two flanks, and which is secured with screws on one side to the central plate of the transmission side (46) and on the other side to the rotor plate of the suction side (40) of the vacuum pump.
  • Vacuum pump that corresponds to an electric pump that draws the air to the vacuum idle rotor (34).
  • Solenoid valve corresponding to an electrovalve that allows the passage of air into the vacuum pump only when the vacuum pump (67) is on.
  • Vacuum switch corresponding to a vacuum gauge with its fittings and bypass valve, installed in the vacuum idle rotor (34).
  • the coil (71) is constructed with copper pipe, through which Freon gas is circulated to lower the temperature of the surrounding air, and in this way it loses much of its moisture, thus improving the internal conditions of the drying system .
  • Dehumidifier corresponds to a machine composed of elements such as a compressor, condensers, radiator, electrical connections and pipes through which Freon gas is circulated through the coil (71) to decrease the surrounding air temperature.
  • Covered support structure corresponding to a metal structure that supports the parts (86) to (95) and the doors (73).
  • Retractable Duct corresponding to two metal or plastic ducts that are installed at the outlet of the two-way valve (76).
  • Two-way valve corresponding to a device constructed of sheet is installed on the top of the elevator (77) and allows the grains to be discharged for one or the other rotor.
  • Elevator corresponds to a mechanical device that transports grains from a low to a higher level.
  • Extractor corresponding to an electric fan that draws moist air from the drying rotor (1).
  • Drying rotor hopper corresponding to a container constructed of metal or plastic sheets, is used to deposit the grains that go to the drying rotors (1) or vacuum (34).
  • Blade valve blade corresponding to a metal or plastic sheet, is used to allow or prevent the passage of grains from the vacuum rotor draining hopper (85) and the drying rotor hopper (82) to the loading hopper of the elevator (84).
  • Elevator loading hopper corresponding to a container constructed of metal or plastic foil that stores the grains that go to the elevator (77).
  • Vacuum rotor draining hopper corresponding to a container constructed of metal or plastic sheets, and which is used to deposit the grains that go to the drying rotors (1) or vacuum (34).
  • Upper right side wall corresponding to a division constructed with solar panels, plastic, glass or any other material that allows the sun's rays to pass through.
  • a first particular embodiment of the invention relates to a drying system formed by a drying rotor (1) whose external structure comprises a plate (5) located on the transmission side of the rotor of drying (1) and a plate (6) located on the suction side of the drying rotor (1), among which are at least seven, six, five or four fixed covers (8), at least one, two or three ventilation caps (9), at least one, two or three load window frames (1 1) and at least one, two or three deflectors (12) air collectors.
  • the drying rotor (1) of the invention internally comprises at least one, two or three cavities, where each cavity is delimited by the center duct of the rotor (7), two type 2 thermal panels (14) , the fixed rotor cover (8), and the fixed ventilation cover (9) as shown in a non-limiting manner in FIGURE 5.
  • the rotor center duct (7) is a plastic or metal tube which is constructed with perforated sheet and two flanks. Where the center duct of the rotor (7) is secured with screws on one side to the transmission side plate (5) of the drying rotor (1) and on the other side to the plate of the suction side (6), as shown in FIGURE 2.
  • each load window frame (1 1) and each fixed ventilation cover (9) has an air sensing deflector (12).
  • each fixed ventilation cover (9) comprises a metal or plastic structure that has a perforated metal sheet through which air enters the drying rotor (1) and where the loading window frame (1 1) is a metal or plastic structure that carries a perforated metal sheet, and together with an air pickup deflector (12) is secured by hinges to the adjacent fixed rotor cover (8), so that this device when open allows the passage of Coffee beans to the inner part of the drying rotor (1), and when closed, allows the passage of air into the drying rotor (1) through the perforated sheet attached to the loading window frame (1 1 ).
  • each internal cavity of the drying rotor (1) contains one, two or three type 1 panels (13).
  • type 1 panels (13) are metal or plastic structures that are secured by screws to the plates (5) and (6).
  • the type 1 panel is characterized by comprising a perforated metal or plastic sheet (13A) that protects the source of electromagnetic radiation (13C) and through its perforations allows the passage of radiation, a metal support (13B) to the which is fastened by screws to the radiation source electromagnetic (13C) and to the metallic or plastic sheet (13A), and the source of electromagnetic radiation (13C) that corresponds to a fiberglass sheet that has printed carbon crystals and an electrical circuit.
  • the type 2 panels are metal or plastic structures that are secured by screws to the plates (5) and (6), and that have a sheet secured in their middle part that helps move the grains inside the drying rotor (1).
  • the type 2 panel is characterized by comprising a perforated metal or plastic sheet (14A) that protects the source of electromagnetic radiation (14C) and through its perforations allows the passage of radiation, a metal support (14B) to the which is fastened by screws the source of electromagnetic radiation (14C) and the metallic or plastic sheet (14A) and a source of electromagnetic radiation (14C) that corresponds to a fiberglass sheet that has printed carbon crystals and an electrical circuit .
  • the panels type 1 (13) and type 2 (14) are connected to the manifold (22) which is an insulating piece that is mounted on the tip of the drive shaft (17) and rotates with it, and that It has two copper bushings that are connected to thermal panels type 1 (13) and type 2 (14).
  • the collector bushings (22) receive the electric current from the two brushes of the brush holder (21), which corresponds to an insulating part installed on the collector (22).
  • the drying rotor (1) has a left metal support (2) that supports the metal bearing (4) that is connected to the extractor duct (80), as shown in FIGURE 9.
  • the duct Extractor (80) corresponds to a metal tube installed between the metal bushing (10) and the extractor (78), which allows the passage of moist air sucked through the extractor (78).
  • the metal bearing (4) supports the left part of the drying rotor (1) in collaboration with the metal bushing (10), which is a cast piece that rotates on the metal bearing (4).
  • the metal bearing (4) is fixed with screws to the left metal support and the metal bushing (10) is tied on the left side with screws to the suction side plate (6).
  • the drying rotor (1) has a right metal support (3), which supports the chumacera (20), the reducer (24), the electric motor (29) and the protector (19).
  • the drying rotor (1) comprises a mechanical system to ensure its rotational capacity, which is formed by a metal drive shaft (17), a speed reducer (24), and a electric motor (29) connected by a system of pulleys and wedges that ensure the transmission of movement, as shown in FIGURE 2.
  • the electric motor (29) houses the wedge (28) that supports the small V-pulley (26).
  • the small V-pulley (26) transmits its movement, by means of the V-belt (27), to the large V-pulley (25) that is mounted on the horizontal axis of the speed reducer (24).
  • the speed reducer (24) is a gearbox that has a horizontal and a transverse axis mounted on ball bearings.
  • the speed reducer (24) comprises on the horizontal axis a helical pinion that transmits the movement to the transverse axis which has an endless one installed.
  • This device allows to reduce the speed of the horizontal axis to the transverse axis and in turn changes the position of the transmission axes.
  • the transverse axis of the speed reducer (24) is connected to a small chain pinion (30) by the wedge (23) and the captive screw (31).
  • the metal drive shaft (17) has a flange and metal reinforcements welded on one end, and also houses the wedge (18) that joins the drive shaft (17) to the large chain sprocket (32) that receives the movement of the crawler chain (33), which in turn comes from the small chain sprocket (30), which in turn is connected to the speed reducer (24).
  • the whole assembly rests on the chumacera (20) which is secured to the right metal support (3) and together they support the right part of the drying rotor (1). This entire system is covered by the protector (19) as shown in FIGURE 2.
  • the drying rotor of the invention comprises a thermometer (15) which is installed in the plate (6) located on the suction side of the drying rotor (1), and also comprises a lid for the intake of samples (16) that corresponds to a transparent plastic lid which is installed in the plate (6) located on the suction side of the drying rotor (1) and that is easy to remove to allow sampling.
  • the invention also relates to the drying process of wet grains which comprises heating the grain in a controlled manner, and generating an air flow that evacuate the moisture extracted from the beans.
  • the system of the invention allows each of the cavities of the take-out rotor (1) to be loaded with wet grains, where the wet grains come into contact with the electromagnetic radiation emitted by the thermal panels type 1 (13) and type 2 (14), which heat the grain in a controlled manner by the radiation they emit.
  • the dry rotor (1) enters air, dry and hot, captured by the baffles (12), through the fixed ventilation covers (9) and the load window frames (1 1), which , once the evaporated water has been captured from the grains, it is suctioned using the extractor (78).
  • the process of the invention allows the combination of i) the radiation provided to the grains by means of the thermal panels type 1 (13) and type 2 (14) and ii) the surrounding air, dry and hot, entered through the caps Fixed ventilation (9) and load window frames (1 1), ensure the proper temperature of the grain to remove water from them without affecting their quality.
  • the invention also relates to a wet coffee drying system comprising a drying rotor (1), such as that of FIGURE 1, and a vacuum rest rotor (34) such as that of FIGURES 6 and 7.
  • the vacuum rest rotor (34) comprises a cylinder (42), a rotor plate (40) on the suction side of the pump that is a metal disk that is bolted to the cylinder (42) and an outer plate (47) of the transmission side, which corresponds to a metal disk which is attached to the central plate (46) of the transmission side by means of screws.
  • the central plate (46) on the transmission side is a metal disk, which in turn is secured to the drive shaft (48) by screws.
  • the vacuum rest rotor (34) comprises 6 to 12 metal reinforcement tubes (43), which are secured to the central plate (46) of the transmission side and to the plate (40) of the side rotor suction of the vacuum pump.
  • the vacuum rest rotor (34) further comprises an electrical resistor (44), which is mounted on the resistance brackets (45) installed inside the duct (66) of the rotor center.
  • the duct (66) of the center of the rotor is a plastic or metallic tube constructed with perforated sheet and two flanks, which is secured with screws on one side to the central plate (46) of the transmission side and on the other side of the rotor plate (40) on the suction side of the vacuum pump.
  • the vacuum rest rotor (34) It comprises a cover (41) of the loading window, which corresponds to a metallic or plastic sheet that is installed in the cylinder (42) by means of screws.
  • the vacuum rest rotor (34) further comprises a left metal support (35) that supports the slatable jaw (36).
  • the spreadable bearing (36) supports the drive shaft (38) and is secured by screws to the left metal support (35) and together they support the left side of the vacuum rotor (34).
  • the drive shaft (38) is a metal part composed of a metal flange to which a steel shaft tip and metal reinforcements are welded, and which is attached on the left side to the rotor plate (40) on the suction side of the pump using screws.
  • This assembly also comprises a thermometer (39) that is installed in the rotor plate (40) of the suction side of the pump, which is used to measure the temperature of the grains during the vacuum rest process.
  • the vacuum rest rotor (34) of the invention further comprises a vacuum generation system formed by a vacuum pump (67) which is an electric pump responsible for extracting the air from the vacuum rest rotor (34).
  • the vacuum pump (67) is connected to the interconnecting hose (68), which corresponds to a plastic pipe with fittings that is used to interconnect the vacuum pump (67) with the vacuum idle rotor (34).
  • the vacuum rest rotor suction system (34) further comprises a vacuum switch (70) for measuring the vacuum with its fittings and bypass valve, a solenoid valve (69) which is an electrovalve that allows the passage of air into the vacuum pump only when the vacuum pump (67) is on, and a rotary connector for air (37) corresponding to a mechanical device that allows the passage of air between the vacuum idle rotor ( 34) and the vacuum pump (67) when the vacuum rest rotor (34) is in motion and the vacuum pump (67) is fixedly installed.
  • a vacuum switch (70) for measuring the vacuum with its fittings and bypass valve
  • a solenoid valve (69) which is an electrovalve that allows the passage of air into the vacuum pump only when the vacuum pump (67) is on
  • a rotary connector for air (37) corresponding to a mechanical device that allows the passage of air between the vacuum idle rotor ( 34) and the vacuum pump (67) when the vacuum rest rotor (34) is in motion and the vacuum pump (67) is fixedly installed.
  • the vacuum rest rotor (34) of the invention further comprises a transmission system formed by a drive shaft (48) which is a metal part composed of a metal flange to which a steel shaft tip and reinforcements are welded. metallic fastened by the right side to the central plate (46) of the side of the transmission by means of screws.
  • the drive shaft (48) also houses the wedge (49) which drives the large chain pinion (64) that is mounted on the shaft.
  • the whole assembly rests on the chumacera stall (51) which is secured to the right metal support (61) and together they support the right part of the resting rotor to the empty (34).
  • the vacuum rest rotor transmission system (34) also comprises a manifold (53) which is an insulating piece that is mounted on the tip of the drive shaft (48) and rotates with it, and which has two copper bushings that are connected to the electrical resistor (44).
  • the two copper bushing of the collector (53) are fed by the brush holder (52).
  • the vacuum rest rotor transmission system (34) also comprises an electric motor (60) having its axis attached to a metal wedge (59), which drives the small V-pulley (57). Where the small V-pulley (57) is in turn attached to the V-belt (58) and transmits the movement to the large V-pulley (56). Additionally, the large V-pulley (56) is mounted on the horizontal axis of the speed reducer (55), so that movement of the V-belt (58) is transmitted from the speed reducer (55) to the small chain sprocket ( 62).
  • the small chain pinion (62) that is installed on the transverse axis of the speed reducer (55) is connected to it by the wedge (54) and the clamping screw (63), so that the small pinion (62) it transmits the movement to the crawler chain (65), which in turn transmits the movement to the large chain sprocket (64) and this in turn transmits the movement to the vacuum idle rotor (34).
  • the system is protected by a protector (50) that is fixed with screws to the right metal support (61).
  • the wet grain drying system of the invention comprises a feed system for the entry of wet coffee to the drying rotor (1) and / or the vacuum rest rotor (34), which comprises a hopper (82) on the side of the drying rotor (1), a hopper (85) on the side of the vacuum rotor (34), a loading hopper of the elevator (84) that stores the grains going towards the elevator (77) .
  • the elevator (77) transports the grains from a low to a higher level to the two-way valve (76) which allows the grains to be discharged in the drying rotor (1) and / or in the resting rotor under vacuum (34) through the retractable duct (75).
  • the system of the invention is characterized in that the hoppers (82) and (85) are used to deposit the grains from the drying rotors (1) or vacuum (34) to the hopper (84), a process that It is controlled by the action of the leaf / valve (83).
  • wet coffee drying system comprising a drying rotor (1) and a vacuum rest rotor (34) is located in an area delimited by the support structure and access to rotors (74), and that is surrounded by walls (86), (88), (89), (90), (91), (92), (93), (94), the roof (95) and the access doors ( 73).
  • the walls (89), (92), (94) and the roof (95) can have solar panels on their surface in order to capture and store solar energy that is used to heat the air surrounding the drying rotor (1 ).
  • Said structure further comprises a dehumidifier (72) comprising a compressor, condensers, radiator, electrical connections and pipes through which freon gas is circulated through the copper coil (71) to decrease the temperature of the surrounding air entering the structure (74), thus controlling the relative humidity in the vicinity of the drying system of the invention.
  • a dehumidifier (72) comprising a compressor, condensers, radiator, electrical connections and pipes through which freon gas is circulated through the copper coil (71) to decrease the temperature of the surrounding air entering the structure (74), thus controlling the relative humidity in the vicinity of the drying system of the invention.
  • the system of the invention further comprises an electrical panel (79) corresponding to a metal box containing all the controls, starters, electrical and electronic protectors for controlling the system of the invention.
  • the invention also relates to a wet grain drying process comprising two stages: a drying stage, a vacuum rest stage and a subsequent drying stage, which are repeated successively interleaved the number of times necessary to ensure a minimum and / or optimal moisture of the grain.
  • the drying process of the invention in its first drying stage, is characterized by heating the grain in a controlled manner, and generating an air flow that evacuates the moisture extracted from the grains.
  • the system of the invention allows each of the cavities of the drying rotor (1) to be loaded with wet grains, where the wet grains come into contact with the thermal radiation emitted by the thermal panels type 1 (13) and type 2 (14), which heat the grain in a controlled manner by the radiation they emit.
  • the drying rotor (1) captures by means of the baffles (12) the surrounding air that has been dried by the dehumidifier (72) and that has been heated by the solar panels of the walls (89), (92) , (94) and the roof (95), and it enters the drying rotor 1 through the fixed ventilation covers (9) and the load window frames (1 1). Said air, once it has captured the evaporated water of the grains, is sucked using the extractor (78).
  • the system of the The invention allows the combination of the radiation provided to the grains by means of the thermal panels type 1 (13) and type 2 (14) and the surrounding dry and hot air entered through the fixed ventilation caps (9) and window frames of load (1 1) ensure the proper temperature of the grain to remove water from them without affecting its quality.
  • the drying process of the invention in its second vacuum rest stage involves transporting coffee that has been dried in the first stage in a drying rotor (1) to a vacuum resting rotor (34), making use of the elevator (77).
  • the grain is then subjected to vacuum produced by the vacuum pump (67) and at a controlled temperature emitted by the resistor (44), which accelerates the migration of moisture to the surface, becoming a key factor for drying efficiency .
  • the drying process of the invention comprises a drying stage subsequent to the vacuum rest stage that is characterized is characterized by heating the grain in a controlled manner, and generating an air flow that evacuates the moisture extracted from the grains.
  • the system of the invention allows each of the cavities of the drying rotor (1) to be loaded with wet grains, where the wet grains come into contact with the thermal radiation emitted by the thermal panels type 1 (13) and type 2 (14), which heat the grain in a controlled manner by the radiation they emit.
  • the drying rotor (1) captures by means of the baffles (12) the surrounding air that has been dried by the dehumidifier (72) and that has been heated by the solar panels of the walls (89), (92) , (94) and the roof (95), and it enters the drying rotor 1 through the fixed ventilation covers (9) and the load window frames (1 1). Said air, once it has captured the evaporated water of the grains, is sucked using the extractor (78).
  • the system of the invention allows the combination of the radiation provided to the grains by means of the thermal panels type 1 (13) and type 2 (14) and the surrounding dry and hot air entered through the fixed ventilation caps (9) and the loading window frames (1 1) ensure the proper temperature of the grain to remove water from them without affecting their quality.
  • drying and vacuum rest steps are repeated at least once, at least twice, at least three times, at least four times, at least five times or until the grain moisture Reach the required level.
  • the multistage system for the drying of grains revealed in the present invention allows to reduce radically the drying times, since in front of a static or rotary dryer machine a 50% decrease in the times of drying, while in the face of a process of artisanal drying in the sun, a decrease of about 90% in drying times is achieved.
  • the efficiency achieved through the system and process disclosed in the present invention corresponds in fact to a considerable advance compared to what is known in the prior art, since the drying stage has historically been the one that requires the most time during the global process of treatment of grains (for example during the benefit of coffee), thus becoming a practical and efficient alternative to reduce processing times (and therefore costs). Additionally, the drying process of the invention is 100% ecological, since it does not require the use of fossil fuels, and therefore there is no generation of polluting emissions

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Abstract

La invención revela sistemas de secado y procesos de secado, diseñados particularmente para secar granos de manera eficiente. El sistema de secado de granos de la invención comprende una máquina conformada por un rotor de secado que se caracteriza por contener paneles térmicos y tener un diseño eficiente que permite la circulación de aire. De manera alternativa, el sistema de secado de granos está conformado por un rotor de secado que comprende paneles térmicos y un sistema eficiente de circulación de aire, junto a un rotor de reposo al vacío de los granos. La invención también se refiere a un proceso de secado de granos que comprende una etapa en un rotor de secado conformado por paneles térmicos y un sistema eficiente de circulación de aire, y, opcionalmente, una segunda etapa de reposo en vacío en un rotor de reposo al vacío, en donde la primera y segunda etapas se alternan una, dos, tres o más veces según se requiera. De manera general, los sistemas y procesos revelados en la invención involucran elementos y etapas que permiten secar el grano mediante el calentamiento controlado del grano por exposición a radiación electromagnética y flujo eficiente de aire, o mediante múltiples etapas que comprenden el calentamiento controlado del grano por exposición a radiación electromagnética y flujo eficiente de aire, el reposo de los granos al vacío, y una nueva etapa de calentamiento controlado del grano por exposición a radiación electromagnética y flujo eficiente de aire logrando de esta manera una alta eficiencia en los tiempos de secado sin alterar la estructura de los granos y sin la generación de emisiones contaminantes, puesto que el sistema no requiere de combustibles fósiles para su funcionamiento.

Description

MÁQUINA SECADORA DE GRANOS Y PROCESO MU LTI ETAPAS PARA EL
SECADO DE GRANOS
Campo de la invención
La presente invención pertenece al campo de la mecánica y consiste en sistemas y procesos para secar granos, particularmente granos de café. Dichos sistemas de secado y procesos de secado combinan el calentamiento controlado de los granos por radiación electromagnética y etapas de reposo de los granos al vacío, logrando así eliminar o reducir la humedad de los granos en un tiempo significativamente corto y de manera 100% ecológica, toda vez que dichos sistemas y procesos no generan emisiones contaminantes, pues no requieren de combustibles fósiles para su funcionamiento.
Antecedentes de la invención
El secado artificial de los granos es una práctica ampliamente difundida y empleada en el ámbito agrícola, repercutiendo de manera importante en los costos y la calidad de las cosechas. De hecho, el proceso de secado artificial de granos corresponde a la principal causa de su transformación en la pos-cosecha, siendo necesario realizarlo de manera cuidadosa para no afectar la calidad de éstos.
El objetivo principal del secado es reducir la humedad de los granos a niveles seguros para su almacenamiento y óptimos para su comercialización, siendo usual realizarlo de manera artesanal mediante secado al sol (caso en el cual la energía solar calienta el grano mientras que las corrientes de aire arrastran la humedad) o mediante secado mecánico (caso en el cual el aire se calienta artificialmente y fluye a través de los granos húmedos).
Históricamente se ha reconocido el secado natural al sol como el mecanismo idóneo para mantener todas las cualidades físico-químicas y organolépticas de los granos. Sin embargo, dicho mecanismo resulta ser radicalmente ineficiente, por lo que existe la necesidad de diseñar y desarrollar sistemas que permitan aumentar la eficiencia del proceso.
En efecto, hoy en día se conocen un número importante de máquinas secadoras que hacen uso de energía solar o de energía eléctrica/mecánica para el procesamiento de una gran variedad de granos, incluyendo los granos de café. En general, dichos sistemas cumplen con el objetivo de secar granos de manera uniforme a través del uso de corrientes/flujos de aire caliente en un sistema con compartimientos de diferentes dimensiones y parámetros.
Así, por ejemplo, en el documento de patente US5960560 se divulga un deshidratador térmico solar que comprende una pluralidad de cámaras de secado en su interior y una pluralidad de bandejas perforadas sobre las cuales se colocan los granos a secar. Por su parte, una estructura mecánica se encarga de forzar el flujo de aire hacia adentro y afuera de las cámaras de secado, mientras que una segunda estructura se encarga de permitir que la luz del sol caliente el aire que pasa a través de las cámaras de secado, logrando de ésta manera la deshidratación de los granos colocados sobre las bandejas perforadas.
Si bien la máquina secadora anterior hace uso de energía solar para calentar el aire que entra en contacto con los granos, en la actualidad es plenamente reconocido que dicho mecanismo no resulta suficiente para llevar a cabo un proceso de secado eficiente, toda vez que exige un tiempo excesivo para completar el proceso y usualmente conlleva múltiples dificultades ligadas al clima.
Por su parte, el documento de patente CN105285090 revela una máquina secadora de granos que emplea vacío continuo y calentamiento por infrarrojo lejano de baja temperatura. De acuerdo con los inventores, dicha máquina de secado comprende una tolva de alimentación, una válvula de alimentación giratoria de vacío, un orificio de descarga de la válvula de alimentación giratoria de vacío y varios discos de secado al vacío, en el que un intervalo está dispuesto entre el puerto de descarga de la válvula de alimentación giratoria de vacío y cada disco de secado al vacío, de manera que los granos son distribuidos uniformemente en el disco de secado al vacío a lo largo de la rotación del disco de secado al vacío.
De otro lado, un dispositivo de calentamiento de infrarrojo lejano está dispuesto por encima del disco de secado al vacío, garantizando un calentamiento lento y uniforme de los granos. Por su parte, los inventores destacan el empleo de tubos de vacío dispuestos entre los discos de secado al vacío, de manera que el aire caliente y el vapor húmedo son succionados a través de dichos tubos de vacío. Finalmente, los granos son enfriados por una sección de enfriamiento, y descargados a través de una válvula de descarga rotativa de vacío en una máquina de elevación. Dicho documento de patente CN105285090 revela entonces un proceso de secado que incorpora una etapa de secado al vacío y hace uso de una fuente de calor a partir de rayos infrarrojos de gama baja, pero no define de manera alguna el grado de eficiencia logrado, así como tampoco menciona el empleo de fuentes alternas de energía para el proceso de secado, ni tampoco el uso de etapas cíclicas para mejorar dicho proceso.
Otro tipo de sistema de secado de granos es divulgado en la patente CN105309609, consistiendo básicamente en una secadora de rodillo de grano de tipo espiral móvil. Dicha secadora de granos utiliza energía solar y energía del aire, y es complementada con el uso de energía eléctrica, de manera que una serie de elementos captadores de energía solar, una capa apta para la preservación del calor y un conjunto de tubos de aire caliente se colocan en el techo del recinto diseñado para llevar a cabo el proceso de secado. De acuerdo con sus inventores, dicha secadora tiene la ventaja de ser estructuralmente simple, de bajo costo, notable en el ahorro de energía, la reducción de emisiones efecto y la alta velocidad de secado.
De acuerdo con lo anterior, dicho documento revela una máquina secadora de granos que aprovecha la energía solar, ya sea para calentar el aire o los granos, junto con el uso complementario de la energía eléctrica. Sin embargo, la eficiencia lograda sugiere que no corresponde a un diseño adecuado para el manejo de volúmenes grandes de granos húmedos.
Por su parte, la patente US6209223 revela un sistema de secado de granos que consta de dos partes principales: un generador de aire caliente de secado y una tolva modular de secado portátil. Dicho generador de aire incorpora un tubo de calor diseñado específicamente para mejorar la eficiencia de una bomba deshumidificadora, haciendo su uso económicamente factible, especialmente para climas húmedos. Así mismo incorpora una serie de quemadores que actúan como sistemas anticontaminantes.
El generador de aire caliente puede funcionar con muchas fuentes de energía, incluyendo la electricidad, gasolina, diésel, biomasa, madera, carbón vegetal, cáscara de arroz, o incluso energía solar. La bandeja modular está hecha de varios módulos que se pueden desmontar, transportar y volver a montar de manera práctica. El diseño también crea una caída de presión muy baja de aire, lo que permite un ahorro sustancial de energía del ventilador. El anterior dispositivo presenta como elemento característico adicional un deshumidificador del aire. Sin embargo, el mismo no incorpora elementos que hagan eficiente el flujo de aire a través de la masa que se pretende secar pues el aire sale de una fuente en dirección horizontal pero se distribuye en un sitio elevado. Así mismo, en el capítulo reivindicatorío no se define algún método de secado con etapas alternas, que vayan por ejemplo desde el secado convencional hasta el reposo al vacío.
De todo lo anterior es claro que la secadoras conocidas en el estado plantean como objetivos la reducción de gastos energéticos y daños ambientales, junto con la reducción significativa del tiempo de secado. Además, se busca aprovechar distintas fuentes de energía para mejorar la eliminación de la humedad e incluso facilitar el uso de la secadora en horas de la noche, cuando no se tiene acceso a la energía solar. Sin embargo, ninguno de dichos dispositivos y procesos existentes resulta ser completamente eficiente debido básicamente a la alta complejidad del proceso de secado de granos.
Visto lo anterior, es claro que en el estado de la técnica persiste la necesidad de desarrollar sistemas y procesos que permitan aumentar la eficiencia del secado de granos, toda vez que esto siempre significará la optimización de los procesos agroindustriales.
Descripción general de la invención
Ahora bien, teniendo en cuenta las enseñanzas del estado de la técnica anterior y con base en el funcionamiento de los distintos tipos de máquinas secadoras de granos hasta ahora conocidas, el solicitante de la invención en cuestión consideró que una manera eficiente de llevar a cabo el proceso de secado de granos es mediante la combinación particular de una etapa que involucra el calentamiento controlado de los granos por radiación electromagnética, de manera simultánea con el arrastre de la humedad de dichos granos por una eficiente circulación de aire a través de los granos. De manera alternativa, el proceso de secado de granos resulta de la combinación particular de una etapa que involucra el calentamiento controlado de los granos por radiación electromagnética, de manera simultánea con el arrastre de la humedad de dichos granos por una eficiente circulación de aire a través de los granos, una etapa de reposo al vacío de los granos que agiliza el proceso de secado al incentivar la migración de la humedad hacia la superficie de los granos, y una nueva etapa de secado que involucra el calentamiento controlado de los granos por radiación electromagnética, de manera simultánea con el arrastre de la humedad de dichos granos por una eficiente circulación de aire a través de los granos.
Lo anterior se logra mediante la implementación de una máquina de secado que comprende un rotor de secado caracterizado por tener en su interior una fuente de radiación electromagnética, la cual es emitida de manera tal que es capaz de calentar de manera controlada y eficaz los granos húmedos ingresados al rotor, y un sistema de ventilación eficiente que permite el ingreso de aire, caliente y seco, que atraviesa los granos y arrastra la humedad de los mismos cuando es extraído del rotor.
Adicionalmente, la invención se refiere a un rotor de reposo al vacío que se caracteriza por comprender un rotor de reposo al vacío, en el cual se ingresan los granos que son sometidos a un vacío y temperatura controlado, con el fin de agilizar el proceso de secado al incentivar la migración de la humedad hacia la superficie de los granos.
La invención también se refiere a un proceso de secado que comprende el ingreso de los granos húmedos a un rotor de secado, en el cual los granos húmedos son calentados al entrar en contacto con la radiación electromagnética emitida por los paneles térmicos que se encuentran ubicados en el interior del rotor de secado y que emiten radiación electromagnética. El rotor de secado comprende adicionalmente un sistema de ventilación eficiente, que permite, a través de los deflectores unidos a las tapas de ventilación fija y de carga, la entrada de aire seco y caliente por la radiación solar, donde dicho aire, una vez ha capturado la humedad circundante en las cavidades del rotor de secado, es retirado mediante la acción de un extractor.
En una modalidad adicional, el proceso de secado de la invención comprende una primera etapa en un rotor de secado en la cual los granos húmedos son calentados al entrar en contacto con la radicación térmica emitida por los paneles térmicos que se encuentran ubicados en el interior del rotor de secado y que emiten radiación electromagnética. El rotor de secado comprende adicionalmente un sistema de ventilación eficiente, que permite, a través de los deflectores unidos a las tapas de ventilación fija y de carga, la entrada de aire seco y caliente por la radiación solar, donde dicho aire, una vez ha capturado la humedad circundante en las cavidades del rotor de secado, es retirado mediante la acción de un extractor. Donde, el proceso de secado de la invención comprende una segunda etapa de reposo de los granos al vacío en un rotor especializado para generar dicho vacío, combinado con una temperatura controlada, y una tercera etapa de secado que comprende ubicar los granos en un rotor de secado en el cual los granos húmedos son calentados al entrar en contacto con la radicación térmica emitida por los paneles térmicos que se encuentran ubicados en el interior del rotor de secado y que emiten radiación electromagnética, y donde el rotor de secado comprende adicionalmente un sistema de ventilación eficiente, que permite, a través de los deflectores unidos a las tapas de ventilación fija y de carga, la entrada de aire seco y caliente por la radiación solar, donde dicho aire, una vez ha capturado la humedad circundante en las cavidades del rotor de secado, es retirado mediante la acción de un extractor
Dicha combinación alternada de las etapas de secado por calentamiento y arrastre de la humedad, y reposo en vacío, logra reducir y/o eliminar la humedad de los granos en un tiempo significativamente corto. Esencialmente, con esta secadora se calienta el grano a secar de manera controlada, lo que representa ganancias eficientes en cuanto a tiempo y energía.
Las fuentes de energía para el funcionamiento de la presente invención incluyen, pero no se limitan a, energía solar y energía eléctrica, de manera que los sistemas y procesos de la invención son 100% ecológicos, puesto que el sistema no requiere de combustibles fósiles, y por tanto no se generan emisiones contaminantes.
Descripción de las Figuras
La FIGURA 1 son dos vistas esquemáticas del rotor de secado (1 ) de la invención completamente ensamblado.
La FIGURA 2 muestra el despiece del rotor de secado (1 ) de la invención.
La FIGURA 3 muestra el despiece del panel térmico tipo 1 (13) de la invención.
La FIGURA 4 muestra el despiece del panel térmico tipo 2 (14) de la invención.
La FIGURA 5 muestra un corte (A) del rotor de secado (1 ) de la invención, donde se aprecia la posición de los paneles térmicos tipo 1 (13) y tipo 2 (14).
La FIGURA 6 muestra tres vistas esquemáticas del rotor de reposo al vacío (34) de la invención completamente ensamblado.
La FIGURA 7 muestra un corte (A) del rotor de reposo al vacío (34) de la invención.
La FIGURA 8 muestra el despiece del rotor de reposo al vacío (34) de la invención. La FIGURA 9 muestra una vista frontal (A) y una vista lateral (B) de la ubicación de los rotores de secado (1 ) y de reposo al vacío (34) del sistema de la invención en una estructura que los contiene, incluyendo los diferentes accesorios necesarios para el funcionamiento de la secadora.
La FIGURA 10 muestra nuevamente los rotores de secado (1 ) y de reposo al vacío (34) del sistema de la invención, instalados en la estructura que los contiene y con las cubiertas separadas de la estructura.
La FIGURA 1 1 muestra la disposición de las cubiertas que cubren la estructura que contiene los rotores de secado (1 ) y de reposo al vacío (34) del sistema de secado de la invención.
Descripción de los elementos que conforman el sistema para el secado de granos de la invención
(1) Rotor de secado.
(2) Soporte metálico izquierdo que corresponde a una estructura metálica que soporta la chumacera metálica (4).
(3) Soporte metálico derecho que corresponde a una estructura metálica que soporta la chumacera escualizable (20), el reductor (24), el motor eléctrico (29) y el protector (19).
(4) Chumacera metálica que corresponde a una pieza fundida sobre la que gira el buje metálico (10) que se fija con tornillos al soporte metálico izquierdo (2), juntos soportan la parte izquierda del rotor de secado (1 ).
(5) Plato ubicado del lado de la transmisión del rotor de secado (1 ) que corresponde a un disco metálico al cual se le asegura el eje de mando (17) y el ducto centro rotor (7) mediante tornillos.
(6) Plato ubicado del lado de succión del rotor de secado (1 ) que corresponde a un disco metálico al cual mediante tornillos se le asegura el buje metálico (10) y el ducto centro rotor (7).
(7) Ducto del centro del rotor corresponde a un tubo plástico o metálico el cual está construido con lámina perforada y dos flanches, se asegura con tornillos por un lado al plato lado transmisión (5) rotor de secado (1 ) y por el otro costado al plato del lado de succión (6) del rotor de secado (1 ).
(8) Tapa fija del rotor que corresponde a una estructura metálica o plástica la cual se fija mediante tornillos a los platos (5) y (6). FIGURAS 1 y 2.
(9) Tapa de ventilación fija que comprende una estructura metálica o plástica que tiene una lámina metálica perforada a través de la cual entra el aire al rotor de secado (1 ), que va asegurada con tornillos a los platos (5) y (6) y al deflector captador de aire (12).
(10) Buje metálico que corresponde a una pieza fundida que gira sobre la chumacera metálica (4) y va amarrado por el lado izquierdo con tornillos al plato del lado de la succión (6).
(11 ) Marco ventana de carga que es una estructura metálica o plástica que porta una lámina metálica perforada a través de la cual entra el aire al rotor de secado (1 ) y va asegurada al deflector captador de aire (12). g
(12) Deflector captador de aire que corresponde a una pieza metálica a la cual se asegura el marco ventana de carga (1 1 ). Estas dos piezas (1 1 ) y (12) se instalan con bisagras a la tapa fija rotor (8). Este dispositivo así ensamblado, al abrirlo, permite el paso de los granos de café a la parte interna del rotor de secado (1 ), y al cerrarlo, permite el paso del aire al interior del rotor de secado (1 ) a través de la lámina perforada sujeta al marco de ventana de carga (1 1 ). g
(13) Panel térmico tipo 1 que corresponde a una estructura metálica o plástica que va asegurada mediante tornillos a los platos (5) y (6). .
(13A) Lámina metálica o plástica perforada que protege la fuente de radiación electromagnética (13C) y a través de sus perforaciones permite el paso de la radiación infrarroja. FIGURA 3.
(13B) Soporte Metálico al cual se amarra mediante tornillos la fuente de radiación electromagnética (13C) y la lámina metálica o plástica (13A). FIGURA 3.
(13C) Fuente de radiación electromagnética , que corresponde a una lámina en fibra de vidrio que tiene impreso cristales de carbono y un circuito eléctrico. FIGURA 3. (14) Panel térmico tipo 2 que corresponde a una estructura metálica o plástica que va asegurada mediante tornillos a los platos (5) y (6), y que tiene asegurado en su parte media una pantalla que corresponde a una lámina que ayuda a mover los granos dentro del rotor de secado (1 .
(14A) Lámina metálica o plástica perforada que protege la fuente de radiación electromagnética (14C) y a través de sus perforaciones permite el paso de la radiación infrarroja. FIGURA 4.
(14B) Soporte Metálico al cual se amarra mediante tornillos la fuente de radiación electromagnética (14C) y la lámina metálica o plástica ( 14 A) . FIGURA 4.
(14C) Fuente de radiación electromagnética que corresponde a una lámina en fibra de vidrio que tiene impreso cristales de carbono y un circuito eléctrico. FIGURA 4.
(15) Termómetro, el cual se instala en el plato (6) ubicado del lado de succión del rotor de secado (1 )
(16) Tapa para la toma de muestras que corresponde a una tapa plástica transparente la cual va instalada en el plato (6) ubicado del lado de succión del rotor de secado (1 ) y que es fácil de remover para permitir la toma de muestras. FIGURA 2.
(17) Eje de mando que corresponde a una pieza metálica compuesta por un flanche metálico al cual esta soldado una punta de eje de acero y unos refuerzos metálicos. Este conjunto se amarra mediante tornillos, por el lado derecho, al plato (5) ubicado del lado de la transmisión y aloja la cuña (18) la cual arrastra el piñón cadena grande (32) que está montado en el eje. Todo el conjunto descansa en la chumacera escualizable (20) la cual está asegurada al soporte metálico derecho (3) y juntos soportan la parte derecha del rotor de secado (1 ).
(18) Cuña corresponde a una pieza metálica que se aloja en el eje de mando (17) y lo une al piñón cadena grande (32).
(19) Protector que corresponde a una pieza metálica o plástica que se fija con tornillos al soporte metálico derecho (3), aísla y protege la chumacera escualizable (20), el piñón cadena grande (32), la cadena eslabonada (33), el colector (22) y el porta escobillas (21 ). (20) Chumacera escualizable que soporta el eje de mando (17) y está asegurada mediante tornillos al soporte metálico derecho (3) y juntos soportan la parte derecha del rotor de secado (1 ).
(21 ) Porta escobillas que corresponde a una pieza aislante instalada sobre el colector
(22) la cual tiene dos escobillas a través de las cuales se transmite la corriente eléctrica a los bujes de cobre del colector (22) y estos a su vez la transmiten a los paneles térmicos tipo 1 (13) y tipo 2 (14).
(22) Colector que corresponde a una pieza aislante que va montada en la punta del eje de mando (17) y gira con él, posee dos bujes de cobre que están conectados a los paneles eléctricos tipo 1 (13) y tipo 2 (14).
(23) Cuña que corresponde a una pieza metálica que se aloja en el eje transversal del reductor de velocidad (24) y arrastra el piñón cadena pequeño (30).
(24) Reductor de velocidad que corresponde a una caja reductora de velocidad que tiene un eje horizontal y uno transversal montado sobre rodamientos de bolas, en el eje horizontal va instalado un piñón helicoidal que transmite el movimiento al eje transversal el cual tiene instalado un sin fin. Este dispositivo permite reducir la velocidad del eje horizontal al eje transversal y a su vez cambia la posición de los ejes de transmisión, va asegurado con tornillos al soporte metálico derecho (3).
(25) Polea grande en V corresponde a una pieza metálica que va montada en el eje horizontal del reductor de velocidad (24) y recibe el movimiento de la correa en V (27) y lo transmite a través del reductor de velocidad (24) al piñón cadena pequeño (30).
(26) Polea pequeña en V que corresponde a una pieza metálica que está montada en el eje del motor eléctrico (29).
(27) Correa en V que corresponde a una banda de transmisión sintética, se usa para transmitir movimiento entre la polea grande en V (25) y la polea pequeña en V (26).
(28) Cuña que corresponde a una pieza metálica que se aloja en el eje del motor eléctrico (29) y arrastra a la polea pequeña en V (26).
(29) Motor eléctrico. (30) Piñón cadena pequeño que corresponde a una pieza metálica dentada que va instalada en el eje transversal del reductor de velocidad (24) y está unido a este mediante la cuña (23) y el tornillo prisionero (31 ), transmitiendo el movimiento a la cadena eslabonada (31 ).
(31) Tornillo prisionero que corresponde a un tornillo de acero que asegura el piñón cadena pequeño (30) al eje transversal del reductor de velocidad (24).
(32) Piñón cadena grande que corresponde a una pieza metálica dentada que está unida al eje de mando (17) mediante la cuña (18) y recibe el movimiento de la cadena eslabonada (33).
(33) Cadena eslabonada que corresponde a una pieza que transmite el movimiento al eje de mando (17) a través del piñón cadena grande (32) y este a su vez lo transmite al rotor de secado (1 ).
(34) Rotor de reposo al vacío.
(35) Soporte Metálico izquierdo que corresponde a una estructura metálica que soporta la chumacera escualizable (36).
(36) Chumacera escualizable que soporta el eje de mando (38) y está asegurada mediante tornillos al soporte metálico izquierdo (35) y juntos soportan la parte izquierda del rotor de vacío (34).
(37) Conector rotativo para aire que corresponde a un dispositivo mecánico que permite el paso del aire entre el rotor de reposo al vacío (34) y la bomba de vacío (67) cuando el el rotor de reposo al vacío (34) está en movimiento y la bomba de vacío (67) está instalada de manera fija.
(38) Eje de mando que corresponde a una pieza metálica compuesta por un flanche metálico al cual está soldado una punta de eje de acero y unos refuerzos metálicos. Este conjunto se amarra por el lado izquierdo al plato del rotor del lado de succión de la bomba (40) mediante tornillos. Todo el conjunto descansa en la chumacera escualizable (36) la cual está asegurada al soporte metálico izquierdo (35) y juntos soportan la parte izquierda del rotor de reposo al vacío (34). (39) Termómetro que se encuentra instalado en el plato del rotor del lado de succión de la bomba (40) del rotor de reposo al vacío (34) y que se emplea para medir la temperatura de los granos durante el proceso de reposo en vacío.
(40) Plato del rotor del lado de succión de la bomba de vacío que corresponde a un disco metálico que se une mediante tornillos al cilindro (42) del rotor de vacío (34) y a este disco se asegura el eje de mando (38) mediante tornillos.
(41) Tapa de la ventana de carga rotor de vacío que corresponde a una lámina metálica o plástica que se instala en el cilindro (42) del rotor de vacío (34) mediante tornillos.
(42) Cilindro del rotor de vacío que corresponde a una estructura tubular construida en lámina. Al cilindro (42) se une el plato del rotor (40) del lado de succión de la bomba mediante tornillos, y el plato externo del lado trasmisión (47).
(43) Tubos de refuerzo del rotor de reposo al vacío (34) que corresponden a tubos metálicos asegurados al plato central del lado de transmisión (46) y al plato del rotor del lado de succión de la bomba de vacío (40). FIGURA 8.
(44) Resistencia eléctrica, la cual se encuentra montada en los soportes resistencia del rotor de vacío (45), los cuales a su vez están instalados dentro del ducto centro rotor (66) para generar calor el cual a su vez se irradia hacia la parte interna del rotor de reposo al vacío (34) a través de la lámina perforada del ducto centro rotor (66).
(45) Soportes de la resistencia del rotor de vacío que corresponden a dos estructuras metálicas en las cuales se instala la resistencia eléctrica (44).
(46) Plato central del lado de la transmisión del rotor de reposo al vacío (34) que corresponde a un disco metálico, el cual se asegura al plato externo (47) del lado de la transmisión mediante tornillos y, a su vez, este plato (46) se asegura el eje de mando (48) mediante tornillos.
(47) Plato externo del lado transmisión del rotor vacío (34) que corresponde a un disco metálico el cual se une al cilindro rotor de vacío (42) y al plato central (46) del lado de la transmisión mediante tornillos. (48) Eje de mando corresponde a una pieza metálica compuesta por un flanche metálico al cual esta soldado una punta de eje de acero y unos refuerzos metálicos. Este conjunto se amarra por el lado derecho al plato central (46) del lado de la trasmisión mediante tornillos, el cual además aloja la cuña (49) la cual arrastra el piñón cadena grande (64) que está montado en el eje. Todo el conjunto descansa en la chumacera escualizable (51 ) la cual está asegurada al soporte metálico derecho (61 ) y juntos soportan la parte derecha del rotor de reposo al vacío (34).
(49) Cuña que corresponde a una pieza metálica que se aloja en el eje de mando (48) y lo une al piñón cadena grande (64).
(50) Protector que corresponde a una pieza metálica o plástica que se fija con tornillos al soporte metálico derecho (61 ), y tiene como función aislar y proteger la chumacera escualizable (51 ), el piñón cadena grande (64), la cadena eslabonada (58), el colector (52) y el porta escobillas (53).
(51) Chumacera escualizable que soporta el eje de mando (48) y está asegurada mediante tornillos al soporte metálico derecho (61 ) y juntos soportan la parte derecha del rotor de reposo al vacío (34).
(52) Porta escobillas corresponde a una pieza aislante instalada sobre el colector (53) la cual tiene dos escobillas a través de las cuales se transmite la corriente eléctrica a los bujes de cobre del colector (53) y estos a su vez la transmiten a la resistencia eléctrica (44).
(53) Colector que corresponde a una pieza aislante que va montada en la punta del eje de mando (48) y gira con él, posee dos bujes de cobre que están conectados a la resistencia eléctrica (44).
(54) Cuña corresponde a una pieza metálica que se aloja en el eje transversal del reductor de velocidad (55) y arrastra el piñón cadena pequeño (62).
(55) Reductor de velocidad que corresponde a una caja reductora de velocidad que tiene un eje horizontal y uno transversal montado sobre rodamientos de bolas, en el eje horizontal va instalado un piñón helicoidal que transmite el movimiento al eje transversal el cual tiene instalado un sin fin. Este dispositivo permite reducir la velocidad del eje horizontal al eje transversal y a su vez cambia la posición de los ejes de transmisión, va asegurado con tornillos al soporte metálico derecho (61 ).
(56) Polea grande en V que corresponde a una pieza metálica que va montada en el eje horizontal del reductor de velocidad (55) y recibe el movimiento de la correa en V (58) y lo transmite a través del reductor de velocidad (55) al piñón cadena pequeño (62).
(57) Polea pequeña en V que corresponde a una pieza metálica que está montada en el eje del motor eléctrico (60).
(58) Correa en V que corresponde a una banda de transmisión sintética, y se usa para transmitir movimiento entre la polea grande en V (56) y la polea pequeña en V (57).
(59) Cuña que corresponde a una pieza metálica que se aloja en el eje del motor eléctrico (60) y arrastra a la polea pequeña en V (57).
(60) Motor eléctrico.
(61) Soporte metálico derecho que corresponde a una estructura metálica que soporta la chumacera escualizable (51 ), el reductor (55), el motor eléctrico (60) y el protector (50).
(62) Piñón cadena pequeño que corresponde a una pieza metálica dentada que va instalada en el eje transversal del reductor de velocidad (55) y está unido a este mediante la cuña (54) y el tornillo prisionero (63), transmitiendo el movimiento a la cadena eslabonada (65).
(63) Tornillo prisionero que corresponde a un tornillo de acero que asegura el piñón cadena pequeño (62) al eje transversal del reductor de velocidad (55).
(64) Piñón cadena grande que corresponde a una pieza metálica dentada que está unida al eje de mando (48) y recibe el movimiento de la cadena eslabonada (65).
(65) Cadena eslabonada la cual cumple la función de transmitir el movimiento al eje de mando (48) a través del piñón cadena grande (64) y este a su vez lo transmite al rotor de reposo al vacío (34). (66) Ducto centro rotor que corresponde a un tubo plástico o metálico el cual está construido con lámina perforada y dos flanches, y que se asegura con tornillos por un lado al plato central del lado de transmisión (46) y por el otro costado al plato del rotor del lado de succión (40) de la bomba de vacío.
(67) Bomba de vacío que corresponde a una electrobomba que extrae el aire al rotor de reposo al vacío (34).
(68) Manguera de interconexión que corresponde a un ducto plástico con racores que se usa para interconectar la bomba de vacío (67) con el rotor de reposo al vacío (34).
(69) Válvula solenoide que corresponde a una electroválvula que permite el paso de aire hacía la bomba de vacío solamente cuando la bomba de vacío (67) está encendida.
(70) Vacuostato que corresponde a un medidor de vacío con sus racores y válvula de paso, instalado en el rotor de reposo al vacío (34).
(71) Serpentín que corresponde a una estructura complementa del deshumidificador
(72). El serpentín (71 ) está construido con tubería de cobre, a través de la cual se hace circular gas freón para bajar la temperatura del aire circundante, y de esta manera pierde gran parte de su humedad, mejorando así las condiciones internas del sistema de secado.
(72) Deshumidificador corresponde a una máquina compuesta por elementos tales como un compresor, condensadores, radiador, conexiones eléctricas y tuberías por los cuales se hace circular gas freón a través del serpentín (71 ) para disminuir la temperatura del aire circundante.
(73) Puertas que corresponden a estructuras metálicas forradas con lámina de eterboard que permiten el ingreso a la zona donde están instalados los rotores de secado (1 ) y el rotor de reposo al vacío (34).
(74) Estructura soporte cubierta que corresponde a una estructura metálica que soporta las partes (86) a (95) y las puertas (73).
(75) Ducto Retráctil que corresponden a dos ductos metálicos o plásticos que van instalados en la salida de la válvula de dos vías (76). (76) Válvula de dos vías que corresponde a un dispositivo construido de lámina va instalado en la parte superior del elevador (77) y permite descargar los granos para uno u otro rotor.
(77) Elevador corresponde a un dispositivo mecánico que transporta los granos de un nivel bajo a uno más alto.
(78) Extractor que corresponde a un ventilador eléctrico que extrae el aire húmedo del rotor de secado (1 ).
(79) Tablero eléctrico que corresponde a una caja metálica que contiene todos los controles, arrancadores, protectores eléctricos y electrónicos para controlar el sistema de la invención.
(80) Ducto extractor que corresponde a un tubo metálico instalado entre el buje metálico (10) y el extractor (78), que permite el paso del aire húmedo succionado por el extractor (78).
(81) Estructura soporte y acceso a rotores que corresponde a una plataforma metálica con escaleras sobre la cual van instalados los rotores (1 ) y (34).
(82) Tolva rotor de secado que corresponde a un recipiente construido en láminas metálicas o plásticas, se utiliza para depositar los granos que van hacía los rotores de secado (1 ) o de vacío (34).
(83) Lámina válvula cuchilla que corresponde a una lámina metálica o plástica, se utiliza para permitir o impedir el paso de los granos de la tolva escurridora rotor de vacío (85) y la tolva rotor de secado (82) a la tolva de carga del elevador (84).
(84) Tolva de carga del elevador que corresponde a un recipiente construido en lámina metálica o plástica que almacena los granos que van hacia el elevador (77).
(85) Tolva escurridora del rotor de vacío que corresponde a un recipiente construido en láminas metálicas o plásticas, y que se utiliza para depositar los granos que van hacía los rotores de secado (1 ) o de vacío (34).
(86) Pared frontal superior que corresponde a una división construida con láminas, que encierra la parte frontal superior de la estructura soporte cubierta (74). (87) Plataforma separadora del techo que corresponde al cielo raso que cubre la parte intermedia de la estructura soporte cubierta (74).
(88) Pared frontal inferior que corresponde a una división construida con láminas de eterboard, que encierra la parte frontal inferior de la estructura soporte cubierta (74).
(89) Pared lateral superior izquierda que corresponde a divisiones construidas con paneles solares, plástico, vidrio o cualquier otro material que permita el paso de los rayos solares.
(90) Paredes inferiores que corresponden a divisiones construidas con láminas de eterboard, que encierra la parte inferior de la estructura soporte cubierta (74).
(91) Paredes inferiores que corresponden a divisiones construidas con láminas de eterboard, que encierran la parte inferior de la estructura soporte cubierta (74).
(92) Pared posterior superior que corresponde a una división construida con paneles solares, plástico, vidrio o cualquier otro material que permita el paso de los rayos solares.
(93) Paredes inferiores que corresponden a divisiones construidas con láminas de eterboard, que encierra la parte inferior de la estructura soporte cubierta (74).
(94) Pared lateral superior derecha que corresponde a una división construida con paneles solares, plástico, vidrio o cualquier otro material que permita el paso de los rayos solares.
(95) Techo que corresponde a una estructura construida con paneles solares, plástico, vidrio o cualquier otro material que permita el paso de los rayos solares.
Descripción detallada de la invención
Adicionalmente a lo planteado previamente, el objeto de la presente solicitud podrá ser apreciado en detalle mediante la subsiguiente descripción de la estructura y funcionamiento del sistema y proceso desarrollados.
De conformidad con las FIGURAS 1 y 2, una primera modalidad particular de la invención se refiere a un sistema de secado conformado por un rotor de secado (1 ) cuya estructura externa comprende un plato (5) ubicado del lado de la transmisión del rotor de secado (1 ) y un plato (6) ubicado del lado de succión del rotor de secado (1 ), entre los cuales se encuentran al menos siete, seis, cinco o cuatro tapas fijas (8), al menos una, dos o tres tapas de ventilación (9), al menos uno, dos o tres marcos de ventana de carga (1 1 ) y al menos uno, dos o tres deflectores (12) captadores de aire.
En una modalidad preferida, el rotor de secado (1 ) de la invención comprende internamente al menos una, dos o tres cavidades, donde cada cavidad esta delimitada por el ducto del centro del rotor (7), dos paneles térmicos tipo 2 (14), la tapa fija del rotor (8), y la tapa de ventilación fija (9) tal como se muestra de manera no limitante en la FIGURA 5.
En una modalidad particular, el ducto del centro del rotor (7) es un tubo plástico o metálico el cual está construido con lámina perforada y dos flanches. Donde el ducto del centro del rotor (7) se asegura con tornillos por un lado al plato lado transmisión (5) del rotor de secado (1 ) y por el otro costado al plato del lado de succión (6), como se muestra en la FIGURA 2.
De manera preferente, las tapas fijas del rotor (8) y las tapas de ventilación fijas (9) se fijan mediante tornillos a los platos (5) y (6). Por otra parte, cada marco de ventana de carga (1 1 ) y cada tapa de ventilación fija (9) tiene un deflector captador de aire (12). Donde cada cada tapa de ventilación fija (9) comprende una estructura metálica o plástica que tiene una lámina metálica perforada a través de la cual entra el aire al rotor de secado (1 ) y donde el marco ventana de carga (1 1 ) es una estructura metálica o plástica que porta una lámina metálica perforada, y junto con un deflector captador de aire (12) es asegurado mediante bisagras a la tapa fija del rotor (8) adyacente, de manera que este dispositivo cuando está abierto permite el paso de los granos de café a la parte interna del rotor de secado (1 ), y al estar cerrado, permite el paso del aire al interior del rotor de secado (1 ) a través de la lámina perforada sujeta al marco de ventana de carga (1 1 ).
En otra modalidad preferida, cada cavidad interna del rotor de secado (1 ) contiene uno, dos o tres paneles tipo 1 (13). De conformidad con la FIGURA 3, los paneles tipo 1 (13) son estructuras metálicas o plásticas que van aseguradas mediante tornillos a los platos (5) y (6). De manera particular, el panel tipo 1 se caracteriza por comprender una lámina metálica o plástica perforada (13A) que protege la fuente de radiación electromagnética (13C) y a través de sus perforaciones permite el paso de la radiación, un soporte metálico (13B) al cual se amarra mediante tornillos a la fuente de radiación electromagnética (13C) y a la lámina metálica o plástica (13A), y la fuente de radiación electromagnética (13C) que corresponde a una lámina en fibra de vidrio que tiene impresos cristales de carbono y un circuito eléctrico.
Así mismo, de conformidad con la FIGURA 4, los paneles tipo 2 son estructuras metálicas o plásticas que van aseguradas mediante tornillos a los platos (5) y (6), y que tienen asegurado en su parte media una lámina que ayuda a mover los granos dentro del rotor de secado (1 ). De manera particular, el panel tipo 2 se caracteriza por comprender una lámina metálica o plástica perforada (14A) que protege la fuente de radiación electromagnética (14C) y a través de sus perforaciones permite el paso de la radiación, un soporte metálico (14B) al cual se amarra mediante tornillos la fuente de radiación electromagnética (14C) y a la lámina metálica o plástica (14A) y una fuente de radiación electromagnética (14C) que corresponde a una lámina en fibra de vidrio que tiene impreso cristales de carbono y un circuito eléctrico.
De manera preferente, los paneles tipo 1 (13) y tipo 2 (14) se encuentran conectados al colector (22) que es una pieza aislante que va montada en la punta del eje de mando (17) y gira con él, y que posee dos bujes de cobre que están conectados a los paneles térmicos tipo 1 (13) y tipo 2 (14). Los bujes del colector (22) reciben la corriente eléctrica de las dos escobillas del porta escobillas (21 ), que corresponde a una pieza aislante instalada sobre el colector (22).
En una modalidad particular, el rotor de secado (1 ) tiene un soporte metálico izquierdo (2) que soporta la chumacera metálica (4) que se encuentra conectada al ducto extractor (80), como se muestra en la FIGURA 9. Donde el ducto extractor (80) corresponde a un tubo metálico instalado entre el buje metálico (10) y el extractor (78), que permite el paso del aire húmedo succionado por el extractor (78). Donde la chumacera metálica (4) soporta la parte izquierda del rotor de secado (1 ) en colaboración con el buje metálico (10), que es una pieza fundida que gira sobre la chumacera metálica (4). En una modalidad particular, la chumacera metálica (4) se fija con tornillos al soporte metálico izquierdo y el buje metálico (10) va amarrado por el lado izquierdo con tornillos al plato lado de la succión (6).
En una modalidad particular, el rotor de secado (1 ) tiene un soporte metálico derecho (3), que soporta la chumacera escualizable (20), el reductor (24), el motor eléctrico (29) y el protector (19). En una modalidad particular de la invención, el rotor de secado (1 ) comprende un sistema mecánico para asegurar su capacidad de rotación, el cual está conformado por un eje de mando metálico (17), un reductor de velocidad (24), y un motor eléctrico (29) conectados mediante un sistema de poleas y cuñas que aseguran la transmisión del movimiento, como se muestra en la FIGURA 2.
De manera preferente, el motor eléctrico (29) aloja la cuña (28) que soporta la polea pequeña en V (26). Donde la polea pequeña en V (26) transmite su movimiento, mediante la correa en V (27), a la polea grande en V (25) que va montada en el eje horizontal del reductor de velocidad (24).
El reductor de velocidad (24) es una caja reductora de velocidad que tiene un eje horizontal y uno transversal montados sobre rodamientos de bolas. El reductor de velocidad (24) comprende en el eje horizontal un piñón helicoidal que transmite el movimiento al eje transversal el cual tiene instalado un sin fin. Este dispositivo permite reducir la velocidad del eje horizontal al eje transversal y a su vez cambia la posición de los ejes de transmisión. A su vez, el eje transversal del reductor de velocidad (24) está unido a un piñón cadena pequeño (30) mediante la cuña (23) y el tornillo prisionero (31 ).
Por otro lado, el eje de mando metálico (17) tiene soldado en una punta un flanche y unos refuerzos metálicos, y además, aloja la cuña (18) que une el eje de mando (17) al piñón cadena grande (32) que recibe el movimiento de la cadena eslabonada (33), es cual a su vez proviene del piñón de cadena pequeño (30), que a su vez está conectado al reductor de velocidad (24). Todo el conjunto descansa en la chumacera escualizable (20) la cual está asegurada al soporte metálico derecho (3) y juntos soportan la parte derecha del rotor de secado (1 ). Todo este sistema se encuentra cubierto por el protector (19) como se muestra en la FIGURA 2.
En una modalidad adicional, el rotor de secado de la invención comprende un termómetro (15) el cual se instala en el plato (6) ubicado del lado de succión del rotor de secado (1 ), y además comprende una tapa para la toma de muestras (16) que corresponde a una tapa plástica transparente la cual va instalada en el plato (6) ubicado del lado de succión del rotor de secado (1 ) y que es fácil de remover para permitir la toma de muestras.
La invención también se refiere al proceso de secado de granos húmedos que comprende calentar el grano de manera controlada, y generar un flujo de aire que evacúe la humedad extraída de los granos. De esta manera, el sistema de la invención permite cargar cada una de las cavidades del rotor de sacado (1 ) con granos húmedos, donde los granos húmedos entran en contacto con la radiación electromagnética emitida por los paneles térmicos tipo 1 (13) y tipo 2 (14), que calientan el grano de manera controlada mediante la radiación que emiten. A su vez, al rotor de secado (1 ) ingresa aire, seco y caliente, capturado por los deflectores (12), a través las tapas de ventilación fijas (9) y los marcos de ventana de carga (1 1 ), el cual, una vez ha capturado el agua evaporada de los granos, es succionado usando el extractor (78). Particularmente, el proceso de la invención permite que la combinación de i) la radiación proporcionada a los granos mediante los paneles térmicos tipo 1 (13) y tipo 2 (14) y ii) el aire circundante, seco y caliente, ingresado mediante las tapas de ventilación fijas (9) y los marcos de ventana de carga (1 1 ), asegure la temperatura adecuada del grano para eliminar el agua de los mismos sin afectar su calidad.
La invención también se refiere a un sistema de secado de café húmedo que comprende un rotor de secado (1 ), como el de la FIGURA 1 , y un rotor de reposo al vacío (34) como el de las FIGURAS 6 y 7.
En una modalidad particular, el rotor de reposo al vacío (34) comprende un cilindro (42), un plato del rotor (40) del lado de succión de la bomba que es un disco metálico que se une mediante tornillos al cilindro (42) y un plato externo (47) del lado trasmisión, que corresponde a un disco metálico el cual se une al plato central (46) del lado de la transmisión mediante tornillos. En una modalidad preferida, al plato central (46) del lado de transmisión es un disco metálico, el cual a su vez se asegura al eje de mando (48) mediante tornillos.
En su interior, el rotor de reposo al vacío (34), comprende 6 a 12 tubos (43) metálicos de refuerzo, los cuales están asegurados al plato central (46) del lado de transmisión y al plato (40) del rotor del lado de succión de la bomba de vacío.
En una modalidad particular, el rotor de reposo al vacío (34) además comprende una resistencia eléctrica (44), la cual se encuentra montada en los soportes de la resistencia (45) instalados dentro del ducto (66) del centro del rotor. En una modalidad preferida, el ducto (66) del centro del rotor es un tubo plástico o metálico construido con lámina perforada y dos flanches, que se asegura con tornillos por un lado al plato central (46) del lado de transmisión y por el otro costado al plato (40) del rotor del lado de succión de la bomba de vacío. En una modalidad adicional, el rotor de reposo al vacío (34) comprende una tapa (41 ) de la ventana de carga, que corresponde a una lámina metálica o plástica que se instala en el cilindro (42) mediante tornillos.
En otra modalidad de la invención, el rotor de reposo al vacío (34) además comprende un soporte metálico izquierdo (35) que soporta la chumacera escualizable (36). Donde la chumacera escualizable (36) soporta el eje de mando (38) y está asegurada mediante tornillos al soporte metálico izquierdo (35) y juntos soportan la parte izquierda del rotor de vacío (34). A su vez, el eje de mando (38) es una pieza metálica compuesta por un flanche metálico al cual está soldado una punta de eje de acero y unos refuerzos metálicos, y que se amarra por el lado izquierdo al plato (40) del rotor del lado de succión de la bomba mediante tornillos. Este conjunto además comprende un termómetro (39) que se encuentra instalado en el plato (40) del rotor del lado de succión de la bomba, cual se emplea para medir la temperatura de los granos durante el proceso de reposo al vacío.
El rotor de reposo al vacío (34) de la invención además comprende un sistema de generación de vacío conformado por una bomba de vacío (67) que es una electrobomba encargada de extraer el aire al rotor de reposo al vacío (34). La bomba de vacío (67) está conectada a manguera de interconexión (68), que corresponde a un ducto plástico con racores que se usa para interconectar la bomba de vacío (67) con el rotor de reposo al vacío (34). En una modalidad particular adicional, el sistema de succión del rotor de reposo al vacío (34) comprende además un vacuostato (70) para medir el vacío con sus racores y válvula de paso, una válvula solenoide (69) que es una electroválvula que permite el paso de aire hacía la bomba de vacío solamente cuando la bomba de vacío (67) está encendida, y un conector rotativo para aire (37) que corresponde a un dispositivo mecánico que permite el paso del aire entre el rotor de reposo al vacío (34) y la bomba de vacío (67) cuando el rotor de reposo al vacío (34) está en movimiento y la bomba de vacío (67) está instalada de manera fija.
El rotor de reposo al vacío (34) de la invención además comprende un sistema de transmisión conformado por un eje de mando (48) que es una pieza metálica compuesta por un flanche metálico al cual esta soldado una punta de eje de acero y unos refuerzos metálicos amarrados por el lado derecho al plato central (46) del lado de la trasmisión mediante tornillos. En una modalidad particular el eje de mando (48) además aloja la cuña (49) la cual arrastra el piñón cadena grande (64) que está montado en el eje. Todo el conjunto descansa en la chumacera escualizable (51 ) la cual está asegurada al soporte metálico derecho (61 ) y juntos soportan la parte derecha del rotor de reposo al vacío (34). En una modalidad preferida, el sistema de transmisión del rotor de reposo al vacío (34) además comprende un colector (53) que es pieza aislante que va montada en la punta del eje de mando (48) y gira con él, y que posee dos bujes de cobre que están conectados a la resistencia eléctrica (44). Los dos bujes de cobre del colector (53) son alimentados por el porta escobillas (52).
El sistema de transmisión del rotor de reposo al vacío (34) además comprende un motor eléctrico (60) que tiene su eje unido a una cuña metálica (59), la cual arrastra la polea pequeña en V (57). Donde la polea pequeña en V (57) esta a su vez unida a la correa en V (58) y transmite el movimiento a la polea grande en V (56). Adicionalmente, la polea grande en V (56) va montada en el eje horizontal del reductor de velocidad (55), de manera que movimiento de la correa en V (58) se transmite del reductor de velocidad (55) al piñón cadena pequeño (62).
El reductor de velocidad (55), que va asegurado con tornillos al soporte metálico derecho (61 ), es una caja reductora de velocidad que tiene un eje horizontal y uno transversal montado sobre rodamientos de bolas. En el eje horizontal va instalado un piñón helicoidal que transmite el movimiento al eje transversal el cual tiene instalado un sin fin. Este dispositivo permite reducir la velocidad del eje horizontal al eje transversal y a su vez cambia la posición de los ejes de transmisión. Adicionalmente, el piñón cadena pequeño (62) que va instalado en el eje transversal del reductor de velocidad (55) está unido a este mediante la cuña (54) y el tornillo prisionero (63), de manera que el piñón pequeño (62) transmite el movimiento a la cadena eslabonada (65), que transmite a su vez el movimiento al piñón cadena grande (64) y este a su vez transmite el movimiento al rotor de reposo al vacío (34). Finalmente, el sistema está protegido por un protector (50) que se fija con tornillos al soporte metálico derecho (61 ).
En una modalidad más particular, el sistema de secado de granos húmedos de la invención comprende un sistema de alimentación para el ingreso del café húmedo al rotor de secado (1 ) y/o el rotor de reposo al vacío (34), que comprende una tolva (82) del lado del rotor de secado (1 ), una tolva (85) del lado del rotor de vacío (34), una tolva de carga del elevador (84) que almacena los granos que van hacia el elevador (77). De manera preferente, el elevador (77) transporta los granos de un nivel bajo a uno más alto hacía la válvula de dos vías (76) que permite descargar los granos en el rotor de secado (1 ) y/o en el rotor de reposo al vacío (34) a través del ducto retráctil (75). De manera particular, el sistema de la invención se caracteriza porque las tolvas (82) y (85) se utilizan para depositar los granos desde los rotores de secado (1 ) o de vacío (34) a la tolva (84), proceso que es controlado mediante la acción de la lámina/válvula (83).
En una modalidad preferida, sistema de secado de café húmedo que comprende un rotor de secado (1 ) y un rotor de reposo al vacío (34) se encuentra ubicado en una zona delimitada por la estructura de soporte y acceso a rotores (74), y que está rodeado por las paredes (86), (88), (89), (90), (91 ), (92), (93), (94), el techo (95) y las puertas de acceso (73). Donde las paredes (89), (92), (94) y el techo (95) pueden tener en su superficie paneles solares con el fin de captar y almacenar energía solar que se emplea para calentar el aire circundante al rotor de secado (1 ). Dicha estructura comprende además un deshumidificador (72) que comprende un compresor, condensadores, radiador, conexiones eléctricas y tuberías por los cuales se hace circular gas freón a través del serpentín (71 ) de cobre para disminuir la temperatura del aire circundante que ingresa a la estructura (74), controlando así la humedad relativa en las inmediaciones del sistema de secado de la invención. En una modalidad particular, el sistema de la invención comprende además un tablero eléctrico (79) que corresponde a una caja metálica que contiene todos los controles, arrancadores, protectores eléctricos y electrónicos para controlar el sistema de la invención.
La invención se refiere también a un proceso de secado de granos húmedos que comprende dos etapas: una etapa de secado, una etapa de reposo en vacío y una subsecuente etapa de secado, que se repiten sucesivamente de manera intercalada el número de veces necesario para asegurar una humedad mínima y/o óptima del grano.
El proceso de secado de la invención, en su primera etapa de secado, se caracteriza por calentar el grano de manera controlada, y generar un flujo de aire que evacúa la humedad extraída de los granos. De esta manera, el sistema de la invención permite cargar cada una de las cavidades del rotor de secado (1 ) con granos húmedos, donde los granos húmedos entran en contacto con la radicación térmica emitida por los paneles térmicos tipo 1 (13) y tipo 2 (14), que calientan el grano de manera controlada mediante la radiación que emiten. A su vez, al rotor de secado (1 ) captura mediante los deflectores (12) el aire circundante que ha sido secado por el deshumidificador (72) y que ha sido calentado mediante los paneles solares de las paredes (89), (92), (94) y el techo (95), y lo ingresa al rotor de secado 1 a través las tapas de ventilación fijas (9) y los marcos de ventana de carga (1 1 ). Dicho aire, una vez ha capturado el agua evaporada de los granos, es succionado usando el extractor (78). Particularmente, el sistema de la invención permite que la combinación de la radiación proporcionada a los granos mediante los paneles térmicos tipo 1 (13) y tipo 2 (14) y el aire seco y caliente circundante ingresado mediante las tapas de ventilación fijas (9) y los marcos de ventana de carga (1 1 ) aseguren la temperatura adecuada del grano para eliminar el agua de los mismos sin afectar su calidad.
El proceso de secado de la invención, en su segunda etapa de reposo en vacío implica transportar el café que ha sido secado en la primera etapa en un rotor de secado (1 ) a un rotor de reposo en vacío (34), haciendo uso del elevador (77). El grano es entonces sometido a vacío producido por la bomba de vacío (67) y a una temperatura controlada emitida por la resistencia (44), lo cual acelera la migración de la humedad hacia la superficie, convirtiéndose en un factor clave para la eficiencia del secado.
El proceso de secado de la invención comprende una etapa de secado subsecuente a la etapa de reposo en vacío que se caracteriza se caracteriza por calentar el grano de manera controlada, y generar un flujo de aire que evacúa la humedad extraída de los granos. De esta manera, el sistema de la invención permite cargar cada una de las cavidades del rotor de secado (1 ) con granos húmedos, donde los granos húmedos entran en contacto con la radicación térmica emitida por los paneles térmicos tipo 1 (13) y tipo 2 (14), que calientan el grano de manera controlada mediante la radiación que emiten. A su vez, al rotor de secado (1 ) captura mediante los deflectores (12) el aire circundante que ha sido secado por el deshumidificador (72) y que ha sido calentado mediante los paneles solares de las paredes (89), (92), (94) y el techo (95), y lo ingresa al rotor de secado 1 a través las tapas de ventilación fijas (9) y los marcos de ventana de carga (1 1 ). Dicho aire, una vez ha capturado el agua evaporada de los granos, es succionado usando el extractor (78). Particularmente, el sistema de la invención permite que la combinación de la radiación proporcionada a los granos mediante los paneles térmicos tipo 1 (13) y tipo 2 (14) y el aire seco y caliente circundante ingresado mediante las tapas de ventilación fijas (9) y los marcos de ventana de carga (1 1 ) aseguren la temperatura adecuada del grano para eliminar el agua de los mismos sin afectar su calidad.
En una modalidad preferida de la invención, las etapas de secado y reposo en vacío se repiten al menos una vez, al menos dos veces, al menos tres veces, al menos cuatro veces, al menos cinco veces o hasta que la humedad de los granos alcance el nivel requerido. Ejemplo
Con el fin de destacar el funcionamiento y ventajas del sistema y proceso revelados, a continuación se presenta un comparativo de tiempos promedio empleados durante un proceso de secado de granos empleando una máquina secadora al sol artesanal, una máquina secadora estática, una máquina secadora rotativa y el sistema multietapas para el secado de granos revelado en la presente invención:
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De lo anterior es posible afirmar que el sistema multietapas para el secado de granos revelado en la presente invención permite disminuir radicalmente los tiempos de secado, toda vez que frente a una máquina secadora estática o rotativa se logra una disminución del 50% en los tiempos de secado, mientras que frente a un proceso de secado artesanal al sol se logra una disminución de cerca del 90% en los tiempos de secado.
La eficiencia lograda a través del sistema y proceso revelados en la presente invención corresponde en efecto a un avance considerable frente a lo conocido en el estado de la técnica anterior, toda vez que la etapa de secado ha sido históricamente la que exige mayor cantidad de tiempo durante el proceso global de tratamiento de granos (por ejemplo durante el beneficio del café), convirtiéndose de esta manera en una alternativa práctica y eficiente para lograr disminuir tiempos (y por ende costos) de procesamiento. Adicionalmente, el proceso de secado de la invención resulta 100% ecológico, toda vez que no requiere el uso de combustibles fósiles, y por tanto no hay generación de emisiones contaminantes

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un rotor para el secado de granos húmedos, que comprende en su interior una fuente de radiación electromagnética, la cual es emitida de manera tal que es capaz de calentar de manera controlada y eficaz los granos húmedos ingresados al rotor, y un sistema de ventilación eficiente que permite el ingreso de aire, caliente y seco, que atraviesa los granos y arrastra la humedad de los mismos cuando es extraído del rotor.
2. El rotor para el secado de granos húmedos de la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende en sus extremos dos platos (5) y (6), unidos por al menos siete, seis, cinco o cuatro tapas fijas (8), al menos una, dos o tres tapas de ventilación (9), al menos uno, dos o tres marcos de ventana de carga (1 1 ) y al menos uno, dos o tres deflectores (12) captadores de aire, y donde el interior del rotor de secado (1 ) comprende internamente al menos una, dos o tres cavidades, paneles térmicos tipo 1 (13) y 2 (14), y donde el rotor está conectado a un extractor de aire (78).
3. Un proceso de secado de granos húmedos, que comprende ingreso de los granos húmedos a un rotor de secado, calentar los granos húmedos mediante la exposición a radiación electromagnética emitida por los paneles térmicos que se encuentran ubicados en el interior del rotor de secado y que emiten radiación electromagnética, y simultáneamente arrastrar la humedad de los granos mediante un sistema de ventilación eficiente, que permite, a través de los deflectores unidos a las tapas de ventilación fija y de carga, la entrada de aire seco y caliente por la radiación solar, donde dicho aire, una vez ha capturado la humedad circundante en las cavidades del rotor de secado, es retirado mediante la acción de un extractor.
4. Sistema de secado de granos húmedos, que comprende un rotor de secado de acuerdo con la reivindicación 1 ; un rotor de reposo al vacío que comprende un sistema para la generación de vacío y una fuente controlada de calor; y un sistema de alimentación de granos que permite el transporte entre los rotores de secado y de reposo al vacío.
5. Un proceso de secado de granos húmedos, que comprende ingreso de los granos húmedos a un rotor de secado, donde se calientan los granos húmedos mediante la exposición a radiación electromagnética emitida por los paneles térmicos que se encuentran ubicados en el interior del rotor de secado y que emiten radiación electromagnética, y simultáneamente arrastrar la humedad de los granos mediante un sistema de ventilación eficiente, que permite, a través de los deflectores unidos a las tapas de ventilación fija y de carga, la entrada de aire seco y caliente por la radiación solar, donde dicho aire, una vez ha capturado la humedad circundante en las cavidades del rotor de secado, es retirado mediante la acción de un extractor; una etapa transporte del grano pre-secado del rotor de secado al rotor de reposo en vacío; una etapa de reposo en vacío, el cual es producido por la bomba de vacío a una temperatura controlada emitida por una fuente controlada de calor, lo cual acelera la migración de la humedad hacia la superficie, convirtiéndose en un factor clave para la eficiencia del secado; y ingreso de los granos húmedos a un rotor de secado, donde se calientan los granos húmedos mediante la exposición a radiación electromagnética emitida por los paneles térmicos que se encuentran ubicados en el interior del rotor de secado y que emiten radiación electromagnética, y simultáneamente arrastrar la humedad de los granos mediante un sistema de ventilación eficiente, que permite, a través de los deflectores unidos a las tapas de ventilación fija y de carga, la entrada de aire seco y caliente por la radiación solar, donde dicho aire, una vez ha capturado la humedad circundante en las cavidades del rotor de secado, es retirado mediante la acción de un extractor
6. El proceso de secado de granos húmedos de acuerdo con la reivindicación 4, en donde las etapas de secado y reposo en vacío se repiten al menos dos veces, al menos tres veces, al menos cuatro veces, al menos cinco veces o hasta que la humedad de los granos alcance el nivel requerido.
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