DRYTRAY/BANDEJA SECA

DRYTRAY 1 Figura 1: Partes básicas y patrón de flujo de aire en secadores de bandejas ITDG Introducción Se utilizan diversas tecnologías para el secado de alimentos, que incluyen secadores de bandejas y túneles, secadores por pulverización, rodillos y liofilización. Con excepción de los secadores de bandejas, ninguno de estos es apropiado, en términos de costo y producción, para su uso por pequeñas y medianas empresas. Si bien el secado al sol en bandejas o en secadores solares puede considerarse como secado en bandejas, el término normalmente se aplica a pequeños sistemas industriales con algún tipo de calentador de aire y un ventilador para hacer pasar aire sobre el producto que se está secando. Si bien los secadores de bandejas pequeños están disponibles en Europa y EE. UU., donde se utilizan en plantas piloto y universidades, su costo (superior a 25.000) los hace inasequibles y antieconómicos para los productores en países en desarrollo. A principios de la década de 1980, ITDG reconoció la necesidad de secadores de bandejas pequeños, controlables y motorizados, capaces de producir productos de alta calidad que pudieran ser construidos por ingenieros en países en desarrollo en gran medida con materiales disponibles localmente. Se llevó a cabo el trabajo de desarrollo básico necesario y ahora existen secadoras de bandejas, basadas en los principios desarrollados por ITDG, en unos ocho países. La mayor adopción de la tecnología se ha dado en Latinoamérica, donde probablemente más de 100 unidades están operativas. El punto clave a tener en cuenta al considerar la construcción local de una secadora de este tipo es comprender los principios básicos involucrados y adaptarlos a las condiciones locales, como las dimensiones de las láminas de madera contrachapada locales, los tamaños comunes de acero, las condiciones sociales y la disponibilidad de combustible. La familia de secadoras de bandejas Actualmente, ITDG puede proporcionar información para permitir la construcción de cuatro tipos de secadoras. En algunos casos, se encuentran disponibles planos completos y un manual de construcción y uso, junto con un libro de estudio de caso y videos. Gran parte de esta información está en inglés y español. Principios básicos Las secadoras consisten en un gabinete que contiene bandejas, el cual está conectado a una fuente de aire calentado por gas, diésel o biomasa, como cáscara de arroz. La temperatura del aire generalmente se controla mediante un termostato que normalmente se ajusta entre 50 y 70 °C.

C. El aire entra por la parte inferior de la cámara, debajo de las bandejas, y luego asciende a través de ellas, pasando por las bandejas de alimentos que se están secando, y sale por una abertura en la parte superior de la cámara. En los sistemas IT, las bandejas están diseñadas para forzar al aire a seguir una ruta en zigzag más larga, lo que aumenta el tiempo de contacto aire/alimento y, por lo tanto, la eficiencia de los secadores de bandejas. Este sistema también reduce la contrapresión, lo que significa que se pueden usar ventiladores más pequeños y económicos. El flujo de aire en un sistema típico se muestra en la Figura 1. Hay tres tipos básicos de gabinetes secadores de bandejas: secadores por lotes, semicontinuos y de flujo cruzado. Hasta la fecha, ITDG solo ha trabajado con los dos primeros sistemas. Los gabinetes por lotes son los más simples y económicos de construir. El gabinete es una simple caja grande de madera equipada con guías internas para soportar las bandejas de alimentos que se están procesando. Las bandejas se cargan en la cámara, se cierran las puertas y se sopla aire caliente a través de la pila de bandejas hasta que todo el producto esté seco. Claramente, como el aire caliente entra por debajo de la bandeja inferior, esta bandeja se secará primero. La última bandeja en secarse es la que está en la parte superior de la cámara. Las ventajas y desventajas de este sistema son: cámara simple y de bajo costo, bajos costos de mano de obra, carga y descarga sencillas, tendencia a secar en exceso las bandejas inferiores, baja eficiencia, en términos de consumo de forraje, en las últimas etapas del secado cuando la mayoría de las bandejas están secas. Figura 2: muestra un secador por lotes de doble cámara típico. ITDG desarrolló gabinetes semicontinuos para superar algunas de las desventajas del sistema por lotes. En un gabinete semicontinuo, un mecanismo de elevación permite levantar todas las bandejas excepto la bandeja inferior. Por lo tanto, es posible retirar la bandeja inferior tan pronto como el producto esté seco. El mecanismo permite entonces bajar todas las bandejas (ahora la bandeja 2 está en la parte inferior de la pila). Esto deja un espacio en la parte superior de la pila para cargar una bandeja de material fresco. Hay dos tipos de mecanismo de elevación disponibles, ambos activan cuatro dedos móviles que levantan la segunda bandeja hacia arriba. Un diseño se opera mediante una manija que se tira hacia abajo. El otro diseño, desarrollado en Sri Lanka, se ha encontrado más adecuado para el uso de mujeres y aquí el mecanismo de elevación es un gato de tornillo de automóvil que, al enrollarse, levanta los cuatro dedos. Las ventajas/desventajas de este sistema son: se evita el secado excesivo, la calidad del producto es mayor, la eficiencia de combustible de los secadores de bandejas aumenta considerablemente, es posible un mayor rendimiento diario, sin embargo, el gabinete es más caro de construir, los costos de mano de obra son más altos debido a la carga y descarga de bandejas a intervalos regulares para maximizar la producción, se recomienda el funcionamiento de 24 horas. Los secadores semicontinuos típicos se muestran en la Fig. 3. Que muestra el mecanismo de elevación y el espacio sobre la bandeja más baja que está lista para ser retirada.Detalle de los dedos elevadores 1 Mecanismo de elevación externo 2 Soporte del pivote de la palanca de elevación principal 3 Varillas de elevación verticales 4 Dedos elevadores 5 Bandejas con soportes de borde de hierro angular 6 Pared interior del armario de secado 7 Soporte del pivote del dedo elevador Secadores de bandejas Figura 4: Diagrama esquemático de un armario de flujo cruzado Figura 3: Secadores semicontinuos Cámaras de flujo cruzado. Aunque ITDG aún no ha desarrollado este sistema, se considera digno de mención en este breve informe. En esta cámara, el aire se sopla, a través de una serie de rejillas, directamente sobre las bandejas y luego se recircula sobre el calentador. En las primeras etapas del secado, cuando se está eliminando mucha agua, una alta proporción del aire se ventila a una salida y se reemplaza por aire fresco. A medida que avanza el secado, la proporción de aire ventilado se reduce. Al final del ciclo de secado no se ventila aire. Este sistema supera los problemas asociados con los armarios por lotes y semicontinuos en que: los costos de mano de obra son bajos ya que funciona como un secador por lotes todas las bandejas se secan a la misma velocidad se maximiza la eficiencia del combustible. Sin embargo, los sistemas de flujo cruzado son técnicamente más complejos y requieren sensores de humedad automáticos para controlar el porcentaje de aire ventilado durante el ciclo de secado.

1. Secador de cajas de té. Este secador, el más pequeño de la gama, está diseñado para realizar pruebas, producir muestras para mostrar a los compradores y calcular los costes básicos del producto. Debido a su baja capacidad, el secador de cajas de té no está pensado para la producción comercial, pero permite el desarrollo de productos a un coste muy bajo. Construcción: paredes de contrachapado sobre estructura de madera. Dimensiones: 0,5 m.

Capacidad: 6 bandejas Fuente de calor: calefactor eléctrico con ventilador de 2 kW cableado con termostato externo para que el ventilador funcione continuamente Coste: aprox. 75 Capacidad: aprox. 1 kg/día 2. Gran IT-semicontinuo Construcción: paredes de madera contrachapada sobre estructura de hierro angular Dimensiones: armario 1,4 x 1,2 x 0,9 m Altura total: 2,2 m Capacidad: 15 bandejas estándar, cada una de 0,8 m

Fuente de calor: calentador-ventilador indirecto de queroseno/diésel. Potencia calorífica máxima: 60 kW. Caudal de aire: 2800 m³.

Consumo de combustible: 0,8 galones/hora a 50

Secadores de bandejas C Rendimiento: 360 kg/24 h para hierbas Mano de obra: 3 trabajadores durante 24 h Coste en Reino Unido: armario 2000 calentador 1500 3 Pequeño Semicontinuo Construcción: Pared de madera contrachapada sobre marco de madera Dimensiones: Armario 1,08 x 0,98 x 0,83 m Altura total: 1,9 m Capacidad: 13 bandejas, área útil por bandeja 0,53 m 2 Fuente de calor: Calentador/ventilador de gas directo (potencia máxima 25 kW y 470 m 3 aire/h Consumo de combustible: 0,5 lb por hora a 50 °C Rendimiento: 120 kg de hierbas por ciclo de 24 horas Mano de obra: 3 trabajadores por turno Coste (en Reino Unido) Armario 600 Calentador 300 4 El secador Anagi Este secador semicontinuo fue desarrollado por IT-Sri Lanka y es el único diseño que utiliza biomasa (cáscara de arroz) como fuente de calor y no requiere Electricidad. El levantamiento de las bandejas se realiza mediante un gato mecánico para automóviles debajo del gabinete. La contaminación del producto se evita mediante el uso de un intercambiador de calor. Como el secador depende de la convección natural del aire (en lugar de ventiladores), su capacidad es menor que la de los secadores eléctricos. Sin embargo, sus costos de capital y operación son muy bajos. Construcción: Paredes de madera sobre estructura de hierro angular. Dimensiones: 4 pies x 2 pies 8 x 7 pies. Producción: 70-80 kg de anacardos/día. Número de bandejas: 6. Combustible: aserrín o cáscara de arroz. Consumo de combustible: 30 kg/día. Costo: 260 en Sri Lanka. Secador discontinuo de doble cámara. Construcción: Contrachapado sobre estructura de madera. Dimensiones: Gabinete 1.8 x 2.0 x 3.0 m. Capacidad: 28 bandejas. Área útil de la bandeja 1.2 m². Fuente de calor: Soplador de calentador diésel indirecto, máximo 60 kW de calor. Producción: 240 kg por 24 horas. Mano de obra: Unas pocas horas para cargar y descargar. Costo (en Reino Unido): Gabinete 500 Calentador 1500 Consideraciones económicas. Durante el procesamiento se agrega valor a los alimentos y el valor agregado por kg procesado debe ser suficiente para cubrir todos los costos involucrados, como mano de obra, combustible, alquiler y costos de depreciación. En general, se agrega muy poco valor a los alimentos de bajo valor, como cereales y tubérculos. Por esta razón, solo es económico secar estos productos en plantas muy grandes. Sin embargo, se puede agregar un valor considerable a ciertas frutas, hierbas, nueces, especias y verduras como champiñones o espárragos. Estos son los alimentos que procesan con mayor frecuencia las pequeñas y medianas empresas de secado. Datos de secado. La mayoría de las experiencias hasta la fecha han sido con el secado de hierbas y frutas. Los tiempos de secado típicos para hierbas en un secador semicontinuo a 55 °C son de 4 horas antes de retirar la primera bandeja, después de lo cual se puede retirar una bandeja de hierbas secas cada 15 minutos. Cada bandeja retirada se reemplaza con una bandeja que contiene 5 kg de hierbas frescas. En el caso de frutas en rodajas, sin embargo, se requieren de 8 a 10 horas para secar la primera bandeja. Posteriormente, las bandejas se pueden retirar y cargar cada De 30 a 45 minutos. Actualmente se están investigando los datos de secado y los costos de producción para una gama más amplia de productos, y el departamento de TI puede acceder a información adicional a través de su red de organizaciones afines. Las organizaciones y empresas seriamente interesadas en desarrollar productos alimenticios deshidratados podrían estar interesadas en saber que se ha diseñado un secador de prueba que se puede construir localmente.Esto permite preparar de forma rápida y económica curvas de velocidad de secado para un alimento determinado. Esta información es invaluable para quienes se dedican al diseño de equipos y al desarrollo de nuevos productos. La unidad consta de una caja de un pie calentada (de la misma manera que un secador de caja de té) con un secador de pelo doméstico. La bandeja con el alimento que se está analizando se suspende de una balanza electrónica con una precisión de 0,1 g. El peso del producto se grafica en función del tiempo durante el secado. Los planos están disponibles en ITDG. Contactos útiles: Nuestras oficinas en cada país podrán ponerle en contacto con usuarios de secadoras de bandejas en sus regiones. Sus direcciones se indican a continuación: ITDG Asia Meridional 5 Lionel Edirisinghe Mawatha Kirulapone Colombo 5 Sri Lanka Tel: 00 94 1 852149 Fax: 00 94 1 856188 Correo electrónico: itsl@itdg.lanka.net ITDG América Latina Casilla postal 18-0620 Lima 18 Perú Tel: 00 511 446 7324 Fax: 00 511 446 6621 Correo electrónico: postmaster@itdg.org.pe ITDG Bangladesh GPO Box 3881 Dhaka 1000 Bangladesh Tel: 00 880 2 811 934 Fax: 00 880 2 813 134 Correo electrónico: itdg@bdmail.net