Secado de granos: natural, solar y a bajas temperaturas

Se entiende por secado natural aquel en que el movimiento del aire se realiza por acción de los vientos y en que la evaporación de la humedad se deriva del potencial de secado del aire y de la influencia directa de la energía solar. El secado natural, en terrazas o en el campo, es un método ampliamente utilizado. El proceso comienza poco tiempo después de la maduración fisiológica del producto. En este periodo inicial, el secado se efectúa en la misma planta y el hombre ejerce el control de la operación únicamente durante el lapso en que el producto permanece en el campo hasta el momento de la cosecha. Esta puede realizarse antes de que el producto alcance el grado de humedad ideal para el almacenamiento, en cuyo caso es preciso complementar el secado con algún otro procedimiento, que puede ser natural o artificial. i;`

En los paises en desarrollo se explica el uso del secado natural, realizado hasta alcanzar el grado de humedad ideal para el almacenamiento, porque los agricultores, en su mayoría, desconocen las técnicas de secado más modernas. Además, las condiciones climáticas permiten el secado y exigen una inversión mínima.

La pérdida de calidad que puede ocurrir cuando se recurre al secado natural en el campo se debe al ataque de insectos, pájaros y roedores, la contaminación por microorganismos, el desgrane, las fisuras y la ocurrencia de condiciones meteorológicas adversas.

El secado natural en el campo, además de realizarse en la planta, se puede efectuar también en surcos. Para abreviar el tiempo de secado y reducir al mínimo las pérdidas, se puede realizar el secado, por último, en terrazas o en secadores que aprovechan la acción de los vientos y la energía solar (Figura 5)

Secado en la planta y en surcos

Poco después de su maduración fisiológica, los granos presentan, en general, un elevado contenido de humedad, lo que dificulta la cosecha y no permite el airnacenamiento. Por tanto, el producto tiene que permanecer en el campo hasta que su contenido de humedad permita cosecharlo o llegue al grado ideal para almacenarlo.

El secado en la planta se puede combinar con otro sistema de secado. Si dicho sistema tiene alguna limitación respecto del contenido inicial de humedad, hay que comenzar la cosecha a partir de ese contenido. Es lo que ocurre cuando se aplica el secado artificial a baja temperatura. En los casos en que se utiliza el secado a temperatura elevada, las limitaciones relativas al contenido de humedad en la cosecha tienen que ver con la facilidad de ejecución de esta operación y con los fines del producto. En términos generales, se anticipa la cosecha al máximo, con el objeto de reducir las pérdidas y despejar el campo para otras actividades.

En Brasil, el secado natural, realizado totalmente en el campo, es el que comúnmente adoptan los productores de maíz. Por la lentitud del proceso, el producto queda sujeto al ataque de plagas y al efecto de la intemperie. Además, la calda de las plantas es un factor que contribuye a aumentar las pérdidas. El cultivo del fréjol combinado con maíz contribuye a que dichos pequeños productores sigan empleando el secado realizado enteramente en el campo. En la actualidad hay una tendencia a la difusión de técnicas de secado más modernas, para reducir las pérdidas en el campo.

En la producción de arroz se persigue el máximo rendimiento de granos enteros en la operación de beneficio. Este rendimiento está vinculado a la variedad, el estado de maduración y el grado de humedad de la cosecha, los daños físicos producidos durante esta última, el manejo, transporte, tratamiento y almacenamiento de los granos. El punto de rendimiento máximo de granos enteros ocurre un poco antes del punto de producción máxima de materia seca. Lo dicho significa que cuanto más larga sea la permanencia del producto en el campo, para el secado natural en la planta, menor será el rendimiento de granos enteros. Se explica este hecho, por la mayor susceptibilidad del producto a partirse o agrietarse debido a las variaciones de temperatura y de humedad relativa del aire, en el día y en la noche, cuando el contenido de humedad ha bajado.

El maní, tradicionalmente, se cosecha y se deja en el campo, en surcos, con las vainas hacia arriba, para facilitar el secado. El amontonamiento del producto en pilas, para secarlo en el campo, es también práctica común. La ocurrencia de condiciones climáticas adversas durante el periodo de secado puede conducir a la germinación o pudrición de las semillas.

Secado en terrazas (asoleaderos)

El secado en terrazas es un procedimiento de secado natural en el cual el producto se esparce sobre un piso de concreto o de albañilería, o incluso de tierra apisonada, en una capa, generalmente de menos de 0,10 m. de espesor. El intercambio de energía y de humedad, entre el aire y el producto, queda limitado casi exclusivamente a la superficie de la capa de producto, por lo que es necesario revolver el grano periódicamente. El movimiento del aire derivado del viento acarrea la humedad que el producto pierde, a la capa de aire situada inmediatamente encima de él. La temperatura y la humedad relativa del aire ambiente son factores fundamentales en la tasa de secado del producto, pues el aire posee una capacidad máxima para evaporar humedad. Una parte de la energía solar se absorbe y produce el calentamiento de los granos, lo que ayuda a acelerar el movimiento de la humedad, desde el interior hacia la superficie de los granos y facilita, por tanto, el secado.

El uso de terrazas o asoleaderos para el secado de productos agrícolas en general está muy extendido, por la sencillez de su construcción y funcionamiento, el bajo costo inicial y la versatilidad, puesto que la mayoría de los productos se pueden secar en terrazas. Las principales limitaciones que presenta esta técnica son la baja capacidad de secado por unidad de superficie, la dependencia de las condiciones climáticas y la mayor necesidad de mano de obra para la operación y de superficie plana para la instalación, en comparación con otras técnicas de secado más refinadas. Esto hace que el uso de la terraza quede limitado a predios de menor volumen de producción.

En el Brasil, gran parte de los productores de caté practica el secado en terrazas. Al tiempo de la cosecha, este producto presenta contenidos de humedad entre el 60 y el 70%. Dado tan elevado contenido inicial de humedad, en los primeros días de secado el producto se distribuye en la terraza en capas de alrededor de 0,03 m. de espesor, pues el secado es lento y el uso de espesores mayores favorece el desarrollo de hongos. El café presenta una particularidad imponente' que es el oscurecimiento de la superficie a medida que disminuye el grado de humedad. Esto acrecienta la absorción de energía solar y en consecuencia la temperatura de los granos, y facilita el secado. A medida que baja el contenido de humedad del producto, disminuye también la susceptibilidad del producto al ataque de hongos, lo que permite el uso de capas de más de 0,03 m. de espesor.

La estimación del tiempo de secado en terrazas es compleja, en vista del número de variables que entra en el cálculo, en relación con el producto y con las variaciones de las condiciones climáticas durante el periodo de secado. El cálculo de la superficie de terraza que se necesita para secar una producción determinada, en una cosecha determinada, debe tomar en cuenta la estimación del tiempo de secado. Dada la carencia de trabajos sobre este tema, se emplean ecuaciones empíricas, disponibles respecto de determinados productos, para calcular la superficie de la terraza:

donde S es la superficie de terraza que hay que calcular en función del volumen de producción V, del tiempo de secado de cada partida t y del periodo de cosecha n.

Secado natural en secador rotativo

El secador rotativo (Figura 6) consta de una caja cuyos costados son de madera, con frente y fondo de malla de alambre. El secador tiene una inclinación variable, pues su eje de rotación está alineado en dirección norte-sur. La inclinación debe acompañar el movimiento en dirección sur, en vista de la colocación del secador en diversas posiciones durante el día, para aprovechar mejor la energía solar, principalmente cuando se trata de productos de superficie oscura, como es al caso del cafe

Figura 6. Plano del secador rotativo.

Las as variables que influyen en el proceso de secado en secador rotativo son las mismas del secado en asoleaderos. - a diferencia fundamental está en el hecho de que en los secadores rotativos, además de aprovechar mejor la energía solar, generalmente se aprovecha también mejor la acción del viento, dado que, dependiendo de la dirección de éste, el aire -pasa a través de la capa de producto y facilita el secado de toda la masa.

El espesor de la capa de producto en el secador rotativo puede ser hasta de 0,15 m. Cuanto menor sea el espesor de la capa de producto, más fácil será la penetración del aire. Ea acción de revolver el producto, mediante la rotación, es importante para que la humedad final sea uniforme en toda la masa.

Existen dos tipos de secadores con inclinación fija, característicos del secador rotativo: el secador vertical y el horizontal (Figura 7).

Secado en secadores solares

En los secadores solares simples, fuera de aprovechar el pu secado del aire natural, la energía solar acumulada promueve el calentamiento. aire, aumentando ese potencial y favoreciendo el movimiento del aire por convección natural. Existen diversas configuraciones para este tipo de secador.

En el secador solar con precalentamiento del aire (Figura 8), el aire se calienta en el colector solar antes de pasar a la cámara de secado. El producto se coloca sobre una malla de 1,5 mm. Este secador almacena la energía solar debido al lecho de piedras, el que se debe pintar de color negro opaco. El aire entra por la abertura inferior del secador, se calienta con la energía almacenada en el lecho de piedras, el cual está cubierto con un plástico transparente, sube por convección natural y pasa por la camera de secado retirando la humedad del producto.

Figura 8. Secador solar con precalentamiento del aire.

1. Estructura del secador
2. Detalle de la pared de atrás con abertura
3. Secador armado
4. Abertura (20730 cm)
5. Plástico transparente
6. Entrada de aire frio
7. Salida de aire caliente húmedo, por la abertura superior
8. Plástico negro
9. Capa de granos
10. Piso de plástico enrollado en palos redondos grue CAC

Figura 9: Secador solar del tipo de invernadero

Otro tipo de secador solar es el de tipo de invernadero (Figura 9). Este secador se puede construir con una armazón de madera y plástico. La cara inclinada del secador se cubre con plástico transparente y se vuelve hacia el sol; las caras laterales se pueden cubrir con plástico de calidad inferior, el piso se cubre con plástico, sin orificios, sobre el cual se coloca una capa de 0,10 a 0,15 m de

grano para secar; los bordes del piso pueden ser de madera y deben esta' protegidos con plástico hasta una altura de 0,2 m. para evitar la entrada de agua de lluvia. En la parte inferior del lado inclinado y de las paredes laterales se debe dejar una abertura de 0,2 a 0,3 m de altura para facilitar la entrada del aire. Se debe dejar la misma abertura en la parte superior del lado opuesto al lado inclinado, para facilitar la salida del aire. El aire que entra por la base del secador se calienta ahí mismo, lo que aumenta su potencial de secado y provoca su salida' por convección natural, en la parte superior. En el Municipio de Santa Rosa, en el Brasil, que esté a una latitud de 28°, se obtuvo una temperatura media superior en 3° a 5°C a le temperatura ambiente, en invierno, y hasta en 30°C, en primavera. En la misma localidad el tiempo de secado fue de tres a cinco dias asoleados en invierno y de uno a dos días de sol en primavera, con lo cual se logró reducir el grado de humedad de los granos, de 20 a 14%. (PETERSEN, 1984).

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