ZAl'VIO RAl"' O Carrera de Ciencia y Producción Agropecuaria Eficiencia de Recibo y Secado de Maíz en la Planta de Pre-acondicionamiento de Zamorano Tesis presentada como n:quisito parcial para optar al titulo de Ingeniero Agrónomo en el grado Ae11dCmico de Licenciatura Poc Mildred García Rodríguez �!U;f.¡l�li: fECK.A: ()­� .. 0 . ' ) - !J r ZAMORANO Carrera de Ciencia y Producción Agropecuaria Eficiencia de Recibo y Secado de Maíz en la Planta de Pre-acondicionamiento de Zamorano Mildred García Rodríguez Hondura;; Abril, 2000 ¡¡ El auwr concede a ZamOiailO permiso par:!. reproducir y distribuir copias de este trabajo par'"- fines educativos. Para otras pel"Sonas fisicas o jurídicas se reservan Jos derechos dtl autor. Zamorano-Honduras Abril, 20ll0 "' DEDICATORIA A mi Dios, p<1r que con tu amor y apoyu he logrado salir adelante. Gr. Asimismo, la exposición prolongada a los agentes atmosféricos, a la acción de animalct: dafiinos (insectos, roedores, aves) y de microorganismos (moho) causan pérdidas del producto (FA O, 1999). Sin embargo, pese a estos inconvenientes; el secado natmal se recomienda en los oontro..""tos siguientes (FA O, 1999): • Cuando las condiciones atmosféricas son propicias para la reducción del comeDido de hl.llliedad en un lapso de tiempo relativamente cono; • Cuando las cantidades de grano con que se opera son modestas; • Cuando l a organización de la producción y las condiciones socioecononncas no justifican los gastos correspondientes a la compra de una instalación de secado artificial. ' 1.2 :MÉTODO DE �'E CADO ARTIFICIAL La introducción de variedades de cultivos de alto rendimiento y la mecamzaCJon progresiva de la agricultura permiten hoy recoger en poco tiempü grandes cantidades de granos con fuerte contenido de humedad. En las zonas tropicales y sub.-tropicales húmedas, habida cuenta de las condiciones climáticas desfavorables en el momento de la recolección, es muchas veces difícil proteger la calidad de los productos (FAO, 1999). De esta manera, para que se pu.eda aumentar la producción agrícola es necesario secar los productos en plazos relativamente breves, independientemente de las condiciones ambientales. Por consiguiente hay que recurrir al secado artificial de los productos. Este método consiste en someteT los gmuos a una ventilación dirigida de aire calieme, empleando secadores. ln caracteristica principal d e este sistema es que trabaja con temperaturas constantes en un periodo de tiempo estipulado de ll!;Uerdo a la humedad inicial de producto. En comparación con el sistema natural, este es mucho más eficiente, pero requiere una irrversión inicial alta y de un peroonal especializado para el manejo del rmsmo. Los periodos de secado pueden variar desde 5 a 6 días dependiendo de la cantidad y la humedad inicial de la semilla. ll. REVISiÓN DE LITERATURA 2.1 SECAl'\llENTO El tratamiento de las semillas se C y las condiciones en la fase de cmnpo también pueden influir en el tiempo de secado. Estas variables son dependientes unas de otras. Esto quiere decir que influyen en el tiempo dt: secado como un conjunto de fd<:tores y no aisladamente (FAO, 1991): J;; Humedad relativa del aire: Durante el secamiento la humedad relativa del aire debe de estar entre 40 y 70%. Un mt\todQ para medir la humedad relativa es utilizar ct psicrómetro. También con este método de secamiento se necesita un humidiostato para controlar el quemador, el cual se debe encernler cuando la humedad relativa sea mayor al 70"/o, para calentar el aire alrededor de 10° C por encima de la temp::ratura ambiente. 2¡TemperJJiura: La tempemmra má.>dmn en sistemas de secamiento estacionario es de 4Üuc. Cuundo la!� semillas tienen nn alto contenido de aceite, se recomienda secarlas con aire a temp:..'I1ll:Unls inferiores a Jos 37°C. Normalmente se consigue que la humedad relativa este por debajo del 70% sin necesidad de calenbr el airt hasta Jos �0°C. El tennostato se debe ajustar para que apague el quemádor cuando la temperatura sea superior a los 40�C. Si el �is tema no tiene termoSUlío, el equipo se puede operar manualmente durante periodos cortos de tiempo (15 min.) para no calentar las semillas por encima de la tcmpcrmura recomendada 3. El Flujo de aire: durante el s.:camiento el aire tiene dos funciones: • absorber humedad de la �UJ)a o piel. Este: sistema puede o no ser usado en el proceso de secado, lodo va a de¡xndcr de la disponibilidad de mano de obra, y el costo que este incurre. 2.7.2 BnndR transportador.� La función priucipal d� la banda transportadora es la clasificación del material qt.tc proviene del campo. Esta clasificación debe de hacerse rigurosrummte ya que de esta va a depender mucho la eficiencia del secado. E;;ta operación se realiza antes del secamiento, pero no es necesaria en todos los lotes de semilla. La banda es lo suficientemente larga como para que los sekccionadores tengan el tiempo de �'traer el material indeseable. 1. 7.3 Secadora de doble entrad>J; ta secadora de doble en(rada es de tipo estacionaria Em cuenta con dos cámaras: una tk gas y otra de diese!, que están alimentadas ror ventiladores a;>;Íale�. Cada cámara tiene capacidad para secar 600 quintales de mal:�; en mazorca Se le llama de d oble entrada porque esta :¡,cadom tiene l a gran ventaja a diferencia de los secadores tradichmales, de que el flujo de aire estática puede ser distribtrido en dos direcciones; por arriba del producto y por debajo de este. La cfunam de secado es un recipiente con fondo metálico, capaz de sopnrtar el f"'SO del producto húmedo. El producto permanece estático en la d.mara de soxado, mientras que el aire calentado, impulsado mecinícamenle por el ventilador, pasa a trm•és de la capa de producto y rt:duce su comenido de hllJJ1edad. Despuo!s del secado, el producto se t:n.fria dentro del mi.\mo secador ' 2.7.-i Dcsgnmadorn El sistema de la desgranadora es por fricción. Cuando las mw.orcas lkg:.m a la humedad dcseuda (13-14%), pasan por una banda transportadora que se dirige a la desgranadora Este proceso ocasiona cieno daño mecánico, Una vez que el lote ha sido desgranado éste �e almacena en tolvas para su futw-o acondi�itmamiento. Figura L Esquematización del sistema de secado estacionario de doble entrada 2.8 VARIABLES QUE INFLUYEN EN LA EFICIENCIA DE LA SECADORA DE DOBLE Ei\'TRADA La eficiencia del secado estacionario de doble entrada va a depender de cuatro fuctores: l . Existencia de un frente de secrtdo 2. Flujo de aire y presión estática 3. Temperatura de secado 4. Profundidad de !a capa (cama) 2.8.1 Detennio:ando el frente de secado En el secado de semilla. el aire tiene dos funciones b:isicas: l . Proporcionar el calor necesario para evaporar la humedad 2. Ser el vehículo de transporte de esm humedad hacia el exterior dt: la secadora. Cuando el aire que se encuentra alrededm de la semilla ha absorbido tanta agua como se lo permita la humedad relativa, se dice que el aire está saturado o que ha alcanzado su punto de rocío. Cuando el aire esta saturado, no es capaz de absorber mas humedad. Si este aire se satura antes de poder atravesar toda la capa [cama) de semilla se -..-rea un frente de secado. En el secador de fondo falso, el frente de secamiento se mueve del CC!ltrO hacía la periferia. Es importante COMCCr" la dirección y el sentido en que se mueve el frente de secamiento para tomar correctamente las muestras y detemrinar el contenido de humedad. Las muestras deben de conrener semilla de toda la capa evaluada sin m=larlas con semillas de otra capa. El secamiento del lote de semillas termina cuando la capa de sern:illas que está l!lás distaute de la entrada de aire ha alcanzado la humedad deseada. Es aconsejable que todas las capas estén secas, pues si una sola queda húmeda, ocasionara problemas durante el alrnaceuam:iento (Perdomo, 2000)1. La semilla que se encuentra por encima del frente de secado va a estar rodeada de aire saturado y no va a transferir humedad_ La semilla por debajo del frerrte se estará secando hasta que exista aire insaturado. Si un frente de Sel'ftdo permanece por mas de 12 horm; puede ocurrir perdida de germinación (Perdomo, 2000t Secadoras modernas usan flujos de aire con alta velocidad y altas presiones estáticas para mover o! aire " trm'6s de la masa de semillas lo m:is r:ipido posible. Esto reduce la posibilidad de que el aire se sature y que se forme un frente de secado. Es muy común que exista un frente de secado al inicio de la opemción, Este periodo se extenderá dependiendo de tres factores: • La humedad de la semilla • La profundidad de la cama • La presión estática que existe en el flujo del aire 1 Pcrdorno, Antonio. 2WO Secadora estacionaria de dable entrada {comunicación personal) 2 Perdomo. Antonio. 2000 Frente de secado. (wmu¡¡icación perwnal) " Existen varios indicadores que son una señal de que se ha formado un lh:nte de se� do: • La htunedad se condensa en Ia.s paredes del deposito de la secadora • El aire que sale u� la secadora puede estar e:>.:tremadamentc l'rfo y húmedo comparado con el aire de entrada. Esto se debt: a que iodo el calor ha sido utilizado en d proceso de evaporadón. Cuando el frente de st:eadu pasa completamente a través de la musa de semillas, st: ob�ervn un incremento en lu temper.;tUia debido a que aire iru;aturado esta siendo e.....-pulsado (Perdomo, 2000)¡. 2.8.2 Manejo de las .ICClldMas de doble entrada E�l:c tipo de secadora� mueve el aire a trai'L:S de los quemadores y es distribuido por canales individuales (uno superior y otro inferior). los cuales dirigen el aire caliente hacia la masa de semilla a una presión y temperatura determinada \Figur.1 !). Esrc sistema en particular permite dos COSI!S (Morcira, 1999) : 1. Hacer un uso más eficiente del calor qut: proviene de los quemadores a tm'�� del nxidamierrto del aire que ya ha sido utilizado L'TI la primera etapa de secado. 2. Permite utilizar altas temperaturas GOmbinado con flujos de airt: a alta velocidad que no dui\an la semilla ,. SALIDA AIRE SATURADO FREtlTEDE SE;c;..oo AIRE /�lujo superior Flujo Inferior +---- SALIDA DE A1RE SATURADO Figura 2. Secador estacionario de doble entrada. Ventiladort Qut:mador Entroda de aire 1*. Proceso de secado durru�te el primer periodo con aire directo. 2•*. Proceso de secado durante el segundo periodo con aire indirecto J l'n de un fr•nte de =do, (comunicación pasona!) ' Moreira, David. 1999 M•neJo de IM secarlorM de dnblc entrada. {comunicación IJ'Cf$0na.l) El aire que ha sido primeramente calentado por los quemadores es comúnmente llamado aire directo {ó flnjo inferior), y es utilizado en masas de semillas que han sido parcialmente aireadas. El aire que ya ha sido utilizado en el proceso de secado es comimmente llamado aire indirecto (flujo superior). Este aire contiene mucha m!is humedad que el aire directo y es menos eficiente en remover humedad ya que ha perdido calor; por esm razón solo se utiliza un45% del tiempo total de secado (Perdomo, 2000/. El proceso nonnal para operar un sistema de secado de doble es el siguiente (ivfoncada, 2000}6: J>- Una vm: Jlenada la secadora, se e;,:pone la toemilla con aire por un período no mayor de 10 horas. Esto se realiza con el propósito de obtener una tempcrat= estable dentro de la secadom y preveer posteriormente la existencia de un trente de secado; al mismo tiempo se reduce la humedad superficial de la semilla J>- Seguidamente se aplica aire directo. La temperatura de este aire va a depender de la humedad irricial de la semilla. A medida que se remueva la humedad, la temperatura del aire expulsado tiene que ir aumentando gradualmente ya que se utiliza meoos calor pma la evaporación. ).- Cuando la semilla ha completado la mitad de su ciclo de secado, el aire es invertido para permitir que el aire satmw.:lo sea expulsado e ingresar aire insaturado para continnar con el proceso de secado. J>- Una vez que se alcanza la humedad deSt:ada la semilla se exponen a aire (de 3 a 5 horas) p:w<�: bajar la temperatura superficial del grano y poder seguir con el proceso de acondicionamiento. 2.8.3 Efeetos del flujo de aire La máxima cantidad de hl.lllledad que puede ser llevada por el aire puede ser fijado bajo condiciones normales de secado, de esta manera altos flujos de aire requieren secado de alta velocidad. La efectividad del flljjo del aire a través de la cama de semilla depende primeramente de la diferencia de presión a través de la pwfundidad de la cama. .Altas presiones dan como resultado mas flujo por busbel d e semilJa Simplemente colocando llll ventilador que este operando a la misma presión no va aumentar la efectividad del flujo del aire debido a que la semilla todavíA controla la cantidad de aire que va a pasar a una presión particular. Reduciendo la profundidad de la cama de semilla, la velocidad del flujo del aire aumenta ya que existe menor resistencia. Esto da como resultado tres cosas (Aguirre y Peske, 1988): l. Reduce el tiempo de secado 2. Reduce problemas de deterioro de la semilla post secado. 3. Reduce la diferencia d e humedad, en la cama de semillas; entre la capa de arriba y La de abajo. 'Pecdomo. Antonio. z()()Q Nomencliltunt de los dlfetent"> f!ujog tttillzados en la secadora de doble entrada. {Colllilnieacii>n personal) 6 Moneada. Edward. 2000 üperoción de un sistema de o=ado de doble entrada (connrnicación ¡:«:nona!) La variancia de humedad ocUITe en la secadora cuando existe un frente de secado. El proceso de secado ocurre normalmente de esta manera (Perdomo, 2000}': L La semilla que se encuentra por debajo del frente estará caliente y seca, pero la semilla por encima del frente de secado emará húmeda. 2. En algunos casos la semilla que se encuentra por encima del frente tendrá m.ás humedad que a la que fue cosechada, debido a la condensación de humedad provocada por las capas inferiores. 3. Aumentar la velocidad del flujo del aire reducirá la dispersión de humedad, ya que altos flujos de aire no permiten que este se sature con tanta rapidez. Bajo estas condiciones, ya se formaría un freme de secado permitiendo que la cama de semillas se seque uniformemente. Cuando la presión del flujo de aire es baja sólo la capa de abajo esta siendo propiamente secada a un tiempo determinado. El maltralo a la calidad de la semilla sé dá cuando ésta pasa durante mucho tiempo eJ..:puesta a un iknte, aumentando el tiempo de secado. La secadora debe ser operada de tal manera que pueda llegar a la máxima presión a la que fue diseñada para aumentar la eficiencia de secado y reducir las pt;rdidas por calidad. Exceder la presión para la cual fue diseñado el sistema va a dar como resultado bajos flujos de aire. 2.8.4 Manejo del cambio de flujo en la secadora El tiempo de cambio del flujo es crucial para mantener la buena calidad y eficiencia del proceso. El concepto de flujo de doble entrada se basa en la susceptibilidad de la semilla a ser dañada por altas t=peraturas. Para prevenir daño de la semilla, no se debe cambiar el flujo hasta que se baje la humedad de la capa supmor a un rango entre 22-26%. Bajo una operación normal, la semilla más húmeda se localiza cerca de 12-18 pulgadas (1 pulgada: 2.5 cm) por debajo de la parte superior de la cama. El flujo del aire debe cambiarse tan pronto como se alcance el ni'"el antes esp""i.ficado. Prolongar el flujo por aniba reducirla la eficiencia del secado. Cuando se recibe semilla cnn bajo porcentaje de humedad (menor de 28"/o), el nivel seguro de secado de la capa superior se alca=a rápidamente. Si el flujo se cambia rápidamente, la cama de maíz se seca prácticamente con el flujo de aire directo (dovm air). Puesto que e! flujo de doble entrada reduce la humedad total del ambiente dentro del depósito de la secadora, un minimo de aire superior (up air) debe ser utilizado {entre 20- 24 horas) (Perdorno, 2000},8 7 Perdomo. Antonio 2000 Pro= de secado. (comunicaión personal) ' Perdomo. ll.nlonio_ 2000. Manejo del cambio d� flujo en la ooeadom de doble entrada. {Comunicación Personal). 2.8.5 !\ianeju de las temperatura.� de secado La temperatura del aire de secado es el parámetro de mayor flexibilidad en un sistema de secado a altas temperaturas e influye significativamente en la tasa y la eficiencia de secado y en la calidad del producto firuiL Un aumen1o de dicha temperatura significa un menor consumo de energía por unidad de agua evaporada y una mayor tasa de secado. En cambio, las temperaturas de secado mas elevadas pueden causar daftos térmicos más acentuados en los granos. Las tempernruras de secado, jrmto con los flujos de aiTe, determinan la cantidad de ll,"llil evaporada en un secador de la rnanem siguiente: l. Altas temperaturas pueden druiar la calidad de la semilla. Las siguientes temperaturas son las establecidas para ser usadas d!llll1te la aplicación de flujo directo (C¡¡ad¡-o 1) (M.oncada, 2000)0: • Cuadro L Temperatur".t mínima y máxima de secado para semilla semilla >28 101 104 2. Durante el secado dt: doble paso, el aire directo que ingresa de los quemadores debe ser c.�puesto a semillas con una humedad por debajo de 28%. De esta mauera, el quemador debe ser operado a una temperatur-.< promedio de !05°F al ingresar al depósito de la secadora. Se debe monitorear constantemente qne la temperatura no exceda los 108"F. 3. Las temperaturas en el túnel de transferencia no deben de yariar más de 5"F 2.8.6 J\.ianejo de la profundidad de secad u En general =do los compartimentos son I!enados a su mayor capacidad, la capacidad de secado por día va a ser mayor. Sin embargo, llenar los compartimentos a la mayor capacidad con semilla que contiene alta humedad puede resultar en un periodo muy largo de secado con posibles da.!los a la calidad de la semilla. En alguna.� secadoras, con semilla mojada (>30",-i. de humedad), los compartimentos no deben ser llenados a su máxima capacidad. " 1-fon<:ada, Edward. 2000. Ternp=tttrras de secado. (comunicación personal} Los siguientes son parámetros \laue deben ser seguidos al momento de llenar él deposito de la secadora {Perdomo, 2000)1 ; l. Semilla sobre 28% de humedad> llenar compartimentos a una profUJJdidad que normalmentt: permita secar a una humedad de 12% en un periodo de 80-100 horas. Si el tiempo de secado excede este tiempo es recomendable reducir la profundidad de la cama de la semilla de tal manera que opere a 100 horas miximo. Se debe evitar que el periodo de secado llegue a 120 horas. 2. SemlJlas bajo 28% de humedad> llenar compartimiento a su capacidad máxima. Se espera que el período de secado se enm.tentre entre 80-100 horas, pero en algunas ocasiones se puede esperar que el periodo de secado sea de 50-70 horas o menos. 3. Llenar los compartimentos a su máxima capacidad y mantener el período de secado cerca de las 100 horas debe ser uno de los objetivos de producción. 2.9 CONTROL DE CALIDAD Th'TER.�O El control de calidad es un requisito esencial en una empresa de semillas. Esta verifica la eficiencia y eficacia de la operación de Jos equipos, para evitar perdidas innecesarias y mal funcionamiento o parn detectar si la semilla presenta algún problema Un progmma de control de calidad debe tener en cuenta los si.,ouicntes aspectos (Aguirre y Peske, 1988): 1. Concientización del personal de la llllidad de beneficio de semilla a todos loo; niveles de la importancia del control de calidad. 2. lntercambio de información y aná!isis de los éxitos y de los fracasos entre los diversos niveles de jerarquía. 3. Preocupación del personal por la calidad 4. Agilidad para tomar decisiones rápidas por parte del personal encargado de la unidad. 5. Capacitación del personal con el fin de mejorar su desempeño. El control de calidad inicia desde el momento en que se selecciona la semilla que se va a multiplicar y tennina con la distribuciOn de la semilla. El beneficio principal de un programa de control de calidad es el conocimiento que se adquiere de los atnbutos de la semilla que se están produciendo y comercializando. La ficha de registro del lote de semilla permitirá identificar el origen de cualquier problema que se presente, pues son muchos los factores que afectan la calidad de la semilla y p1.1eden presentarse en la misma empresa, durante el transporte, en el almacenamiento, o aUn en el campo del agricultor. El buen manejo de la planta de granos va a estar definida por la administración. Hoy en día se considera q1.1e la existencia de llil equipo organizado q1.1e actué sobre todas las c1.1estiones técnicas, económicas, organizativas y de mantenimiento son la calva para el bcito de un prog:¡ama de control de calidad. Un conjunto de esta naturaleza debe de estar constitl.lido por varios niveles {de Dios, 1987): ro Perdomo, Antonio. 2000 Parámetros p:mt el llenado del deposito de la =dor.<. (comunicaci6n personal) • lJD.Jl gerencia comercial, que reali711 lns trnnsacciones comcrdalcs, que anali7..a costos e inversiones, que estudia los clieoks y los mercado� tk b'l'llllOS, • Una gerencia iCcnica, que se ocupa t.!t: las instalacionc� y los transportes, que selecciona y monta los equipos de secado, almaceu=.iento y otros, y que analiza y archiva toda la información técnica, De el! a depende: • Un jefe de plunta, que esta a cargo de todos los proc�:sos, desde la rec<-"¡:'CÍÓn de los g¡anos hasra su despacho, y que hace funcionar los equipos_ • Un cncargndo de las secadora� • Un jefe de mantenimiento de toda In plama. Todo este equipo deberla reunirse periódicamente, bajo la responsabilidad del gerentt: técnico. En el caso especifico dd manejo del proceso de secado, a estos niveles, se necesita una persona de amplios conocimiento.� iécnic:os, ampliamente capacitada, en particular en el campo de los procesos térmicos. Cada vt:z.: s� justifica menos que el encargado de las St:eadoras sea un operario práctico con poca base 1écnica o cientí!ica, teniendo en cuenm los grandes voliimenes procesados y los valiosos capitales que esuin en Juego. Jll. OBJETlYOS DEL ESTUDIO J.l OBJETIVO GEI\'ERAL Determinar los parámetros de recibranado Los lotes se desgranaron individualmente para evitar m=la varietal y clasificar estos de acuerdo a su origen. Se determinó el tiempo de desgrane en quintales /hora. 4.2.5 Al final del proceso, se determinó cual cámara (diese! o gas) era más eficiente en remover la humedad del lote. 4.2.6 Se realizó \Dl análisis de control de cali.dad a lo largo del proceso para determinar los puntos críticos. Se estimaron tiempos de laboreo en cada proceso; y las variables que influyen en la capacidad de secado V. RESULTADOS Y DISCUSIÓN S.J PUJ'I'TOS CRÍTICOS DE CALIDAD Y TIEi\ll'OS DE LABOREO 5.1.2 Puntos críticos de calidad Un punto critico de calidad (pcc) � una operación (práctica, procedimiento, proceso o localización} en el cual se toma una acción conectiva o preventiv:� que va a eliminar, prevenir o minimizar el daño o varios daiios durante el proceso. A través de la evaluación del proceso, se de!anninaron puntos criticas para mantener la calidad inicial de la semilla (figura 3). Estos son: a) Área d� rceibo: toma de humedad inicial para determinar la temperatura de secado que requiere el lote de s�mil!a b) Banda de selección: selección de material indeseable, Obj�tivo: e:; la mejora de la calidad de la semilla e) Secadora de dobk �ntrada: verificar humedad del grano cada 20 horas {por la parte posterior e inferior de la misma) de esta manera se detennina cuando se deben de apagnr los quemadores e introducir aire para bajar la tempemtura del grano y así proseguir al desgranado. d) Quemador: verificar limcionamientn del ventilador. Verificar temperatura del quemador al momento de cambiar el flujo del ahe. La temperoturn no debe de variar de más o meoos 5°C, manl�niéndose esuilile entre 9S-95°C. e) Desgranadora: verificar el daño mecánico. Indicador: mucha semilla en el despe¡dicio. !vlmrteoer la tolva de alimentación llenn. f) Área de secado; verificar que él nUmero de tolva:; necesaria.� para almacenar la semilla se encuentra en el área de llenado. Esto elimina los tiempos muertos. L: 105 horas P· l pc=te / P.<>seltcción de material 1 L: 1 20 horas _ P. l ¡>mnaneme 1 L: 3 hora� P: 5 miocirnq P.e> Verificar que las tolvru. necesarias es!""- en su lugar inicial e! lOsaco&. P: personal L: laboreo Figura 3. Puntos criticos de calidad y personal requerido en el sistema estacionario de doble entrada 5.1.3 Tiempo de laboreo {para 1111 lote de 600 qq lllllZOrca) Se realizó una rotación de personal dllnlllte el periodo 1999-2000 en donde se determinó el tiempo más eficiente de pre-acondicionamiento el cual fue de 1 13.20 hrs para un Jote de 600 quintales mazorca, con un minimo de ]2 personas a lo largo del proceso: 1 0 temporales en el área de recibo, selección y transporte y dos permanerrtes en al área de secaOO, desgrane y llenado (Cuadro 2). Cuadro 2. Tiempo de laboreo total y personal uiillzado en el área de prc­ acondicionarniento. tr .. u�Sporte 5.2 CALJJJAD DE LA SEJ\IILL\ El com:cpto o la determinación de la calidad de los granos esta relacionado con el ll.(f/ Desigual -0.-1105 7.7 0.6926 Igual ..0.3547 10.0 0.7302 ParaHo: Varianza es igual, F: 9.10 Df: {6,4) . 324.4 643.3S 495.S9 591.85 Pmb>F: 0.0510 De igual manera se realizó una prw:ba de medias independientes paro. determinar si la diferencia en hora� de :>ecado era signific:J.tivn. No existió una diferencia entre las horas m tales de secado con gas y con diesel a una probabilidad de 1 J%. Lns medias son iguales con una probabilidad del 50%. El tiempo total de s.ecado, en promedio; de la secadora de gas es cinco horas menos que en la secadora de d.icsel. Sin embargo el tiempo de secaUo fue más uniforme en la secadora de dit:S�l {desdación estándar de 6.92) que en la secadora de gas (desviación escindar de 6.40) (Cuadro 7). Cuadro 7. Prueba dr: medias independienles de la variable horas de secado SECADOR N Media DcvStd Varianza T Df Probff/ Diesel 7 100.57 6.92 Desigual 0.7 5.3 0.:5030 G-� 5 9:5.6 14.3 lguru 0.8 10.0 0.4388 Para Ho: varianza es igual.. F: 4.28 DF=(4,6) Pmb>F: 0.1 125 5.6 ANÁLISIS DE COSTOS Se realizó un análisis de costos preliminar, para ambas secadoras tomando los pariunetrns más importantes como ser los costos fijos de mano de obra y los costos variables (electricidad y combustible). El cohl.o "\Dial de:: secado de la secadora de gas es de L15.59 por quintal procesado, y en la secadora de diese! es de L.l4.89, dando un costo total para 10,600 quintales mazorca ingresados al procesamiento durante el piTÍodo 99-2000 de L.27.43 por quintal {Cuadro 8). Esto nos indica, que aunque la secadora de gas es más eficiente en remover la humedad en horas totales de secado, el costo de ésta es mayor en L.0.70 centwos pm quintal. Cuadro 8. Estimación de costos durante el perlado 99-2000 en el sistema. de pre­ acondidonamiento de Zamorano para 10.600 quintal� mazon:a Costos fijos Total !mes (L.) Costo toml porqq (L) :Mano de obra permanente (7) 20,500 1.93 Mano de obra t=poral (lO) 11,000 1.03 Sab. Mal 2.96 Costos variables Cantidad Kw!born Horas!mes Costo total por qq (L.) Electricidad -Elevador 0.5 120 0.02 -Bandas (3) l. O 240 0.05 -Ventiladores ""' 12 576 1.53 Diesel 10 576 1.36 -Desgranadora ID 120 0.14 Sub. Wtal 3.1 Combustible Total temporadfl (L.) Costo toml por qq (L) "" 58,488.27 11.03 Diesel 58,844.13 10.34 Sub. total 21.37 Toml 27.43 Costo total eu U.. secadora de diesel' L. 14.87/qq CMto total en la secadom de gas: L 15.59/qq Costo total de secado por quintal: L. 27.43 5,7 EF1CIENCIA DE LOS EQUIPOS 5.7.1 Eficiencia TérmiC:ll La unidad de medida de la eficiencia térmica fue el promedio total por hora y la pérdida de humedad total del lote tmto por el flujo superior como el flujo inferior. De esta manem se estimó las horas reales y teóricas de secado. Se analizaron ocho lotes (tr� provenientes de Cantarranas y cinco provenientes de San Nicolás), de los cuales se escogieron dos lotes represenlativos (lillo para la cámara de diese] y otru para la cámara de gas) para mostrar el lllllilisis que se realizó. Por ejemplo, para el lote 2 de Cantammas (506 quintales) se determinó la cantidad de humedad que se e;;.irajo por hora, tanto del flujo superior como inferior. En la secadora de gas, el flujo inferior removió en promedio 0.13% de humedad por hora y el flujo superior O.IG%. La mayor pérdida de humedad se dio durante las primcras 40 horas alcanzando una pérdida máxima para el flujo inferior de 0.19"/whora, y para el flujo superior de 0.14%/hor:a (Cuadro 9). Cuadro 9. Eficiencia térmica de la secador-.t de gas en porcentaje de humedad extraida por hora y total del maiz proveniente de Cantarranas, lote 2 (productor independiente) p/ho: pt!rdida por hora La ¡Xrdida de hurn�dud �n la secadora de ga.> e.<; más uniforme tanto por el flujo inferior como por el flujo superior (Gráfica 1). No se pu"'ie observar con precisión donde se realiza el cambio del flujo, esto se deb.;, a que el caudal de aire es lo sulieiemement� potente como para ;�;rrayesar mdn la mpa de semilla dando como resultado: un menor número de horas de secado, y una mayor pérdida de humedad por hora. Sin embargo, el flujo inferior ó aire directo siempre tiene una mayor capacidad de t::\.1nu:ciún de humedad, ya que e$te se aplica en la primera tanda de secado que es cuando la semilla se encuentra más hí:uneda; por lu lllillo el porcentaje de humedad por hora removida es mayor (�1). Como se observa en el gráfico, la mayor pérdida de humednd se dio durante las pñmer:u; 4ü horas (*2}, y el cambio de flujo (de inferior a s�rior) se realizó a las 50 horas promedio (Gráfico l }. " " � • " o o • '" ¡: • ' " " ...._Polráida total(%] -Flujo sUperior{.oerdida por noro en%) --Flujo Inferior (pérdido ¡>Or hon� en%) Graflco 1 . Eficiencia térmica de la secadora de gas En la secadora de diese], para el lote 5 de San Nicolás (643.4 qq) d flujo inferior removió en promedio 0.09% de humedad por hora y el flujo superior 0.07'.4. La mayor pérdida de humedad se dio durante las primeras 40 horas alcanzando una pérdida máxima para el flujo inferior de 0.09"/olhr, y para el flujo superior de 0.17%/br (Cuadro 10). Cuadro 10. Eficiencia ténnica de la secadora de diese] en porcentaje de humedad el!:traída por hora y total proveniente del área de San Nicolás Al recibo Por el flujo La pérdida de humednd en la secadora de diese! es menos uniforme en comparación a la secadora de gas. Se puede observar que el powt:ntaje de humedad que se eAiiae durante las primeras 20 horas es mucho mayor en la secadora de diese! que eu la de gas, pero éste baja drásticamente en las siguientes 80 horas a un porcentaje de tan solo 0.05% por hora. Mientras que en la secadora de gas este porcemuje se mantiene más o menos estable a lo largo del proceso. La pérdida de humedad es mayor en las primt:ras 4ú horas (*1). El cambio de flujo se pueden detectar con facilidad a las 60 horas. De esta manera se puede notar que el caudal de aire es menor en la secadora de diese!, ya que no atraviesa totalmente la masa durante el primer periodo de secado. Este caudal más débil reduce el consumo de energía, pero prolonga el tiempo de secado. {Gráfica 2) . " . 0.35 ., ' o • . • · . . . , )-<.' '· '·'' 00 ' - m --Párdidalotal (%) > ., : ' . . , '" , .. � , 02 o - < -m-Flujo superiGr (pérdida ¡roe 0.15 ' hora en%) • o " m ,,, • --Flujo Inferior (pérdida por ' " • ,., . 0,� :¡ hora en%) • ' o o o -0.05 o m 40Hora 60 00 '" Grafica 2. Eficiencia térmica de la secadora de diese! 5.8 ESTil\IACION DE PESO FINAL DE DESGR.<\..i'ffi, OLOTE, Y PÉRDIDA DE HUl\lEDAD TOTAL POR WTE Se realizó un análisis de 12 lotes (nueve lotes de Zamo=, y tres lotes del productor independiente), con el objetivo de determinar el porcentaje de olote, material desgranado, y perdida total que se tendrá al final del proceso. Al final del secadn, ;e tomó el peso del o lote y de la semilla para determinar el porcentaje de estos sobre el peso inicial del lote. La base para reali2llT estos cálculos fue que a lo largo del proceso durante la temporada 1999-2000, no se tenía el porcentaje de elote y material desgranado al final del proceso. Se tuvieron algunos p de las secadoras. Intervienen en casi todos los cálculos, en los proyectos, y en los costos de secado. Por medio de este parámetro se puede determinar cuantos quintales o toneladas se pueden recibir por temporada de la siguiente manera: l . Calcular el promedio de recepción diaria de grano hiunedo en toda la temporada 2. Fijar = capacidad de secado mayor a este dato. 5.9.1 Cl!paeidad de secado de la planta. • Se estimó un promedio de 2 camiones por día con 28 toneladas cada uno (600 qq cada MO) • Con una humedad de 24% • Que se secan en promedio 110 horas • = tonelada..� hora: 0.50 ton/hora (! 1.2 qqlh) 5.9.2 Entrada ptn· mes • Capacidad de las =adoras (diese!+ gas)·. 56 ton {1,200 qq) • Se secan 56 toneladas en 4.5 días. • En 30 días se pueden secar 373,3 toneladas (que es un promedio de 13 camiones/mes). • Esto da como resultll.do una entrada miD:ima de la planta de 400 tou!mes, y una entrada mi:oimll es de 350 ton! mes. VL CONCLUSIONES l. Para que el sistema de secado sea eficiente se necesita un máximo de 12 personas en el proceso, ya que si se excede este número; el sistema se vuelve ineficierrte. Lo dimibución a lo largo del proceso debe ser la siguiente: a. Rt:t:ibo: - 5 temporales (descarga y pesado) b. Selección y desgrane: - 5 temporales c. Secado: -1 permanente (toma de datos de las camcterísticas del lote) d. Área de llenado • 2 permanentes 2. Se estimó que el tiempo total de laboreo para un lote de 600 qq mazorca, con una humedad promedio inicial de 24%, desde lo etapa de recibo, clasificado, secado y desgrane; l'ue de 110 hrs. (4.5 d.), re;;ultando en una capacidad de 400 ton. por mes máximo (350 ton. núnimo). 3. La secadora de gas fue más eficiente en remover la humedad inicial del grano que la secadora de diese! superando a ésta en 1% (cinco 1m; de diferencia) del tiempo toml y un 1% sobre la humedad final (0.37%). 4. En ambas �ecadoras, la p;!rdida de humedad por hora fue mayor por el flujo inferior debido a que existe una menor presión estática y la hwnedad inicial a remover es mayor. Sin embargo, la pérdida de humedad por hora en el flujo inferior es mayor en la secadora de ga.� (0.JO%!hora), comparada con la pérdida de hllmedad de la secadora de diese] (0.07%/h), esto se debe a que el ca1.1d.al de aire en la secadora de gas es mayor que en la secadora de dicscl. Sin embargo, a pc..-sar de que la secadora de gas es más eficknte, el cosw total de la misma es mayor (L. O. 70 centavos más por quintal). 5. El tiempo total de desgrane para un lote de 600 qq es de 70 min. (1.10 hrs.). !o cual requiere lO tolvas listas para almacenar la semilla. Para la producción mfnima de 350 ton. por m<;::; se n�cesitarian 60 tolvas con d objetivo de reducir tiempos muertos. VII. RECOl\IENUACWNES 1. Realizar un o:s\udio sobre la conveniencia de emplear mayores temperaturas de secado en la primera etapa (104 ° FJ, donde el grano está más húmedo y menores temperaturas en la segunda etapa {9S F), cuando el grano está mas seco; refiriéndose en especial al maíz. Según la literatura, con el uso de temperaturas diferenciales, se obtiene \Ul. incremento en él rendimiento \6rmico de la secadora que puede estar alrededor del 15%. 2. Para secar lotes grandes, mayor de 600 qq, se recomienda lL�ar la secadora de gas. 3. Para aumentar la eficiencia del proceso debe delegarse una persona responsuble durante todo el periodo, que estará encar hora Eficiencia térmica de la secadora --Pérdida lota[ (%) -.Flujo superior (pérdida por hora en %) --Flujo Inferior (pérdida pot hOra en %) Secadora de gas Productor Independiente " - 20-' " " 2 • " E E ' ' o o 40 Hora 60 Eflc!encia térmica de la secadora Secadora de diesel Productor Independiente Cantarranas L3 ' piho: perdida por hora j(){) 120 Eficlanda térmica de fa secadora -+-Pérdfda total (%) -Flujo SJJparior(r>tal(%) 0.25 , 02 o --FluJo supat1or (pérdida P"'' < 0.15 ' Mra "fl %) • , ' " --FluJo Inferior(� por • horo en%) o.os :¡ o " -0,05 ,, " �--�-------· 0.25 0,2 � ' �4 0,15 � o • - 0.1 .. • ---1 • - 0.05 .., o Eficiencia térmica de la :sl'c;adora --Pórdida. to!a�'e>%<1;---l -GI-Flujo superior (pitrdido por horo on %) ._Flujo lnfeño.-(per • ¡; • o ! • o o o o • ro o • o • o o X ' • ' • o ' w ' " tn ' � - , 3 ' � a ' o- o "" � o � o =- o o � ro w 'l'l o o .ro o o o ft • • o � o o '< ' � o ro • • " � � o � - • o - E. � ' o ¡¡ " o - ro , , ¡; 9 � o • • ! " • • o � o • - w N - • • o < � • 5' • • o o - • • o • o ' S z o o ' " ' , • • • o o • z • o • ' • • � • • " • • o ' ��f • ' � � � ' S • • ' ' • • • • • • • • • • �� • ' o ' l ' o ' ! o • • o • • " ' • • ' • • ' • o • " • • ' " • ' ' • " • • S • ' ' ' • • " " • o • • " • • • � • • • • S o •• ' ' ' • • ' ' _ , • o • " e "' :; " o • • S'j "" ' ·· ![ o� ·" ' , • " • a • " • o • o • "l ' � ¡. .. .o • • • Ano�o 4. FOR�LUO PARA EL CONTROL DE DATOS DE CAMPO, ZAMORAi'>/0, 1'199 F�cha de recibo: Forma de recibo: Tiempo en rl-cibir: Personal utilizado: Peso inicial .:n quintales: Nombre del Productor: ------- Procedencia: --------- Niunem de hectáreas: ------- NUmerO de lote;_____ Cámnru: _ CARACTERISTICAS DE LA SEJ'I[ILLA HumerlruJ inicial: --------- humedad final ______ _ %de germinación inicial: ------ %de germinación final: ----- CARACTERISTICA DE SECADO Horas de secado estimado:------ Horas de secado real: ------ Tiempo -rotal de secado en día.�: ---- Horas muertas: e .anlm ••• F<1:ha llora de Humed:td m"<>� Por arriba Por debajo Obsc!Yllciones generales: • • Total de quintales por mazorca a humedad inicial ( ¡, • Total de quintales por mazorca H humedad final ( ¡, • rhdida pontt.ad<> qq ( J • Total de quintales después de desgranado: qq ( ) Pón:lid:! !"'� de>::mne qq ( ) • En promedio S« bajo % de humedad por hora. qq( ) ' ' ' ' � 1 ' 1 1 ' 1 1 1 1 1 1 1 � [' 1 11 1 11 1 � � ' � � 1 1 � 1 1