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En las secadoras de columnas, si se aumenta el ancho de las columnas, se reduce el caudal, lo que concede m�s tiempo de contacto entre aire y grano. En cualquiera secadora, incrementar la relaci�n de volumen de grano a volumen de aire, significa alargar dicho tiempo de contacto y mejorar la eficiencia Sin embargo, generalmente, se aminora la capacidad de secado.
Tambi�n puede mejorarse la eficiencia si el espesor de la columna de grano se ensancha por etapas a medida que el grano se mueve hacia abajo y se va secando. Esta configuraci�n se justifica porque el grano est� muy h�medo en la parte superior de la m�quina y el aire de secado recoge una carga bien completa de humedad. A medida que se seca el grano se necesita m�s tiempo de contacto del aire coa el grano para que se sature, lo cual se consigue ampliando el ancho de las columnas (Figura 46).
Figura 46. Sec`dora de columnas con inversi�n del grano y ensanche de columnas
El espesor de las columnas se suele limitar a unos 3040 cm en la parte superior, porque si fuera mayor, en caso de ma�ces muy h�medos, el aire se saturar�a f�cilmente, y se podr�a formar condensaci�n de agua en las proximidades de la salida del aire. Adem�s, si las columnas son muy anchas, aumenta la desuniformidad de secado.
Tambi�n, con el prop�sito de mejorar la uniformidad, se suele invertir el sentido de ingreso del aire caliente en la columna, de derecha a izquierda en una primera secci�n y de izquierda a derecha en una segunda. Pero esta mejora no puede hacerse en todas las secadoras, por ejemplo, en aquellas donde las columnas est�n rodeando el plenum de calor.
En estos casos, se incorporan unos accesorios en algunos niveles de la columna que invierten la posici�n del grano; el grano m�s seco que se encontraba m�s cercano a la pared por donde ingresa el aire caliente, es invertido hacia la otra pared, y reemplazado por el grano m�s h�medo (Figura 46). De esta forma, se mejora bastante la uniformidad de secado en las secadoras de columnas.
Tambi�n el mecanismo descargador de la m�quina puede estar dise�ado de tal manera que la remoci�n del grano sea m�s r�pida en la pared de la columna donde ingresa el aire caliente que en la otra.
La secadora de la Figura 47 tiene otra ventaja. El ventilador interno aspira aire fr�o del exterior para que atraviese la columna en la secci�n de enfriado, as� enfria el grano y a la vez el calor remanente del aire usado es recirculado. Eso si, habr� que tener mayores precauciones con los restos vegetales y polvillo que entren al plenum de la m�quina.
La disposici�n del quemador y del plenum en esta secadora permiten obtener que el aire m�s caliente se dirija a la parte superior, como se recomienda. La limitaci�n de este equipo es que no puede ser transformado a "todo calar� (a seca-aireaci�n).
En algunas marcas se han reemplazado las paredes perforadas de las columnas por mallas de alambre tejido, porque se considera que estas �ltimas no se obstruyen con tanta facilidad como sucede con placas agujereadas, y porque ofrecen menos resistencia al paso del aire.
En otros casos las propias paredes perforadas han sido recubiertas con mallas finas de alambre tejido, para poder albergar semillas de muy poco tama�o, co� calza, alfalfa, y otras similares.
Figura 47. Secadora con aprovechamiento del aire usado de la c�mara de enfriado (Doc. Brooker)
Una de las dificultades que suelen observarse en ciertas secadoras de caballetes es el pasaje o escurrimiento hacia abajo de los granos en forma desuniforme o despareja, situaci�n que significa que habr� granos que descender�n a diferente velocidad, los m�s r�pidos se secar�n incompletamente y los m�s lentos pueden sobresecarse.
La causa de este defecto se debe a la forma y disposici�n de los caballetes, es decir, a un dise�o inadecuado de los mismos.
En la Figura 48 se observa una distribuci�n particular de los caballetes, en los que ha podido medirse que las capas de grano I y 5 tienen UD descenso lento, mientras que las capas 2, 3 y 4 tienen un descenso r�pido. En los ensayos realizados en la Estaci�n Experimental de Boigneville, del ITCF (ITCF, 1989) encaminados a resolver estos problemas, se ha logrado obtener dise�os m�s satisfactorios, no s�lo en la forma de los caballetes sino en su disposici�n.
Figura 48. Escurrimiento de granos en secadoras de caballetes (Doc. ITCF)
Se han recomendado los caballetes con un �ngulo superior de 50� y con los rebordes inferiores hacia adentro. Adem�s dichos estudios aconsejan sustituir la configuraci�n cI�sica de una l�nea de caballetes de aire caliente y una de caballetes de aire usado, por una combinaci�n en que se hacen cambios a 180� y con zonas neutras y de templado o homogeneizado.
Algunas marcas de secadoras (Figura 49) han incorporado en la c�mara de secado caballetes de ancho variable (de mayor a menor) para el ingreso de aire caliente, con el fin de asegurar una velocidad constante del aire a lo largo de todo el caballete, y conseguir as� una distribuci�n m�s pareja del aire.
Figura 49. Secadora con caballetes de ancho variable (Doc. Svegma)
Otra disposici�n que se ha incluido en algunas secadoras es la posici�n cruzada de los caballetes (Figura 50). Seg�n sus constructores este dise�o separa la masa de granos en capas m�s delgadas que permiten una mejor mezcla del grano y un contacto m�s �ntimo con el aire, condiciones que originan una m�xima uniformidad de secado. Tambi�n se asegura que esta distribuci�n de caballetes aumenta la rigidez estructural de la torre de granos.
Figura 50. Caballetes cruzados (Doc. Aeroglide)
Pero esta distribuci�n, al tener los caballetes del aire usado dos salidas, una para cada lado, reduce la presi�n del aire, de tal forma que se puede eliminar en gran proporci�n el peligro de arrastrar granos hacia el exterior, que es un problema en las secadoras de caballetes.
Los caballetes superiores, los mas cercanos a la carga de muchas m�quinas, suelen tener un mayor desgaste debido al fuerte rozamiento de los granos. En este caso suelen ser reforzados con chapa de mayor espesor o por UD metal m�s resistente.
Algunas secadoras han incorporado uno o m�s per�odos de reposo o "tempering" en la torre de secado, ubicados entre etapas de la c�mara de secado. En ese recorrido, el grano no recibe aire caliente, y tiene ciato tiempo para equiparar en alguna proporci�n las diferencias de humedad y temperatura en su masa, reduciendo de esa forma las tensiones internas. Se afirma que de esta manera se disminuyen las fisuras del grano y se mejora la uniformidad de secado. (Figura 51).
Algunos investigadores (Spooner, 1985; Zhang and Litchfield, 1991) han manifestado que estos per�odos de reposo, antes de la c�mara de enfriado, han reducido considerablemente la susceptibilidad del ma�z a la rotura, o han acortado el tiempo neto de secado, as� como el consumo espec�fico de energ�a.
Figura 51. Secadora con per�odos de reposo (A) (Doc. SO.CO.A.)
Sin embargo, otro autor, como Lasseran (1993) dice que no se observaron ventajas en la calidad del grano al aumentar las zonas de reposo y que, por el contrario, se redujo la capacidad de secado al disminuir la zona de secado.
En ciertos modelos de secadoras se requiere tena �reas de reposo cuando las direcciones de los flujos de aire son opuestas (para mejorar la uniformidad de secado) a fin de evitar interferencias nocivas en la circulaci�n del aire.
En la mayor�a de las secadoras, el control de la misma es manual. El operario debe medir peri�dicamente la humedad de salida de los granos para regular el dispositivo descargador de la m�quina para adecuarlo a la humedad de entrada. Cuando ingresa grano de mayor humedad se debe reducir la velocidad de descarga de grano seco (para que el grano tenga m�s tiempo de permanencia dentro de la secadora). Si luego ingresa grano con menor porcentaje de humedad, se produce al contrario, acelerando la velocidad de descarga, pues, de no hacerlo, el grano saldr� sobresecado.
Esta operaci�n obliga a una atenci�n constante de la m�quina, en particular cuando las humedades de ingreso son muy variables.
Por estas razones, desde hace tiempo se ha pensado en desarrollar alg�n sistema que permita automatizar este trabajo. Hace algunos a�os se han presentado algunos controles que trabajan satisfactoriamente. En general, se trata de medidores autom�ticos que miden continuamente la humedad de entrada y de salida del grano de la secadora. Con estos datos, por medio de dispositivos electr�nicos accionados por microprocesadores y computarizados, se manda una orden al sistema de descarga para que acelere o reduzca el caudal de salida del grano seco.
Este procedimiento permite que la humedad de salida del grano permanezca muy cercana a las consignas de humedad fijadas; cuando el control es manual, esas humedades presentan variaciones superiores, o sea que se manifiesta un secado m�s desuniforme.
Un sistema desarrollado hace un tiempo en Canad� (Chenoweth, 1987) toma aproximadamente diez mediciones por segundo, que introduce en la consola principal del equipo, la cual env�a la informaci�n necesaria al motor que acciona la descarga de la secadora. El sistema est� conectado a una computadora y enlazado con las oficinas de los fabricantes, de suerte tal que los problemas que puedan presentarse en su funcionamiento pueden ser consultados y a veces resueltos telef�nicamente (Figura 52).
Figura 52. Equipamiento para control autom�tico de secadoras (Doc. Dryer Master)
Otro sistema de control autom�tico de la humedad, ya usado desde hace varios a�os, consiste en medir la temperatura del aire usado al salir de la c�mara de secado, de acuerdo a valores fijados por el fabricante. Del mismo modo, el sistema acciona sobre el mecanismo de descarga para mantener el contenido de humedad predeterminado.
Si la temperatura del aire usado aumenta en relaci�n al limite prefijado, significa que el grano tiende a secarse en demas�a; inversamente, si la temperatura disminuye, significa que no est� siendo suficientemente secado.
La difusi�n de las secadoras de flujo mixto (de caballetes) en la mayor�a de los paises europeos se ha originado por la mejor uniformidad de secado que manifiestan en comparaci�n con otros tipos de m�quinas.
Esta superioridad se explica porque, como dice Nellist (1986), estas secadoras aplican el flujo cruzado y tambi�n los principios de flujo concurrente y contracorriente.
Con respecto al concepto de uniformidad, la pr�ctica general recomienda que no haya m�s de 4 puntos de diferencia entre los granos secos (a 14% de humedad) y los granos m�s h�medos (a la salida de la secadora), pues si la diferencia fuera mayor, el almacenamiento ser� peligroso por la posibilidad de alteraciones.
Las mezclas en el comercio de granos son empleadas corrientemente para obtener partidas con valores promedios que satisfagan las normas de comercializaci�n. Si se tiene un lote de ma�z u otro grano bien seco, por ejemplo a 12%, se lo puede mezclar con otro a 16% de humedad, y se obtendr� un promedio cercano a 14%. En realidad casi todos los granos de la mezcla se uniformar�n a 14% 0 similar valor, luego de unos 6-7 d�as (de acuerdo a los vol�menes de cada uno). Durante ese per�odo convendr� emplear una aireaci�n adecuada para evitar problemas.
Existen f�rmulas para calcular las distintas cantidades de grano que se pueden mezclar a diferentes humedades para obtener una humedad determinada.
Sin embargo, estas pr�cticas de mezclas no son totalmente recomendables si no se efect�an con todos los recaudos necesarios.
En resumen, son dos los factores que m�s influyen en la uniformidad del secado. Uno es la homogeneizaci�n del escurrimiento de los granos dentro de la secadora, y el otro la homogeneizaci�n de las temperaturas en el plano horizontal.
Brooker et al (1974) manifiestan que las secadoras de flujo concurrente y de flujo contracorriente producen una mejor uniformidad de secado que las de flujo cruzado o mixto, porque someten a todos los granos a las mismas condiciones, pues no existe un gradiente de humedad en la masa de grano en el plano perpendicular a la direcci�n de la corriente de grano.
Una secadora de columnas que incorpora varias de las mejoras explicadas en este cap�tulo y que agrega otras especiales es la que se ilustra en la Figura 53, y que merece ser destacada.
Figura 53. Secadora de velocidades diferenciales (Doc. Blount)
Funciona de la siguiente manera: el grano h�medo ingresa desde arriba y se desliza por las columnas exteriores "A"; columnas se caracterizan por aumentar su espesor de arriba hacia abajo, 30 cm en la parte superior y 40 cm en la parte inferior. Adem�s los rodillos inferiores "B" de descarga tienen velocidades diferenciales, de suerte tal que el grano en contacto con la pared interna y caliente desciende con mayor velocidad que el grano en contacto con la pared externa.
En la parte inferior el grano es recirculado por medio de un elevador de cangilones hacia la zona de "tempering C" donde queda en per�odo de reposo para uniformar sus humedades durante un tiempo de algo m�s de media hora. Luego el grano desciende por las columnas interiores "D" (que tambi�n tienen velocidades diferenciales), para completar el segundo tramo de secado y atravesar finalmente la zona de enfriamiento "F".
El aire usado del enfriamiento y el proveniente de las columnas interiores es recirculado hacia el equipo generador de calor. El grano seco y enfriado sale por la descarga de grano inferior.
Seg�n ensayos realizados por Bakker-Arkema et al (1982 a) esta secadora tuvo un consumo espec�fico de energ�a de 915 kcal/kg de agua, contra 1 301 kcal/kg de una m�quina de flujo cruzado convencional.
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