SECADO DE ARROZ

Secado de Arroz

Que es el secado

Es el proceso que busca disminuir el contenido de humedad del grano hasta un n i v e l s e g u r o p a r a e l almacenamiento De todas las operaciones es la que mayor impacto econmico en el proceso productivo tiene. El contenido de humedad debe ser adecuado para preservar y mantener las caractersticas del grano.

Cul es la Humedad Segura? Temperatura del Aire Humedad Relativa

F C 50,0% 55,0% 60,0% 65,0% 70,0%

35 1,7 12,6% 13,3% 13,9% 14,6% 15,3%

40 4,4 12,4% 13,0% 13,7% 14,3% 15,1%

45 7,2 12,2% 12,8% 13,4% 14,1% 14,8%

50 10 12,0% 12,6% 13,2% 13,9% 14,6%

55 12,8 11,8% 12,4% 13,0% 13,7% 14,3%

60 15,6 11,6% 12,2% 12,8% 13,5% 14,1%

65 18,3 11,4% 12,0% 12,6% 13,3% 13,9%

70 21,1 11,3% 11,9% 12,5% 13,1% 13,7%

75 23,96 11,1% 11,7% 12,3% 12,9% 13,5%

80 26,47 11,0% 11,5% 12,1% 12,7% 13,4%

85 29,4 10,8% 11,4% 12,0% 12,8% 13,2%

90 32,2 10,7% 11,3% 11,8% 12,4% 13,1%

95 35 10,6% 11,1% 11,7% 12,3% 12,9%

Preservacin del grano en almacenamiento. Mantenimiento de las cualidades molineras del grano. Optimizacin del funcionamiento de los equipos de molienda.

Alteraciones en el color del grano Fisuramiento del grano

Objetivos

Riesgos

Alteraciones en el Secado

Cambio de Color Fisuras

Las alteraciones de color en el grano

Uno de los puntos de mayor cuidado en el proceso de secado es la posibilidad de obtener alteraciones en el color del grano, que puede verse modificado, cambiando el blanco tpico por tonalidades que pueden ir desde el amarillo plido hasta el caf oscuro. En este proceso se denomina caramelizacin (Pardeamiento no enzimtico) Dicho fenmeno, se da debido a la combinacin de temperatura aplicada junto con el tiempo de exposicin, por lo tanto, se puede afirmar, que no existe un lmite de temperatura a aplicar en el secado mientras que no se superen los tiempos mximos de exposicin a la misma.

El fisuramiento del grano

Heterogeneidad en la humedad dentro

del grano

Tiempo excesivo de exposicin al

aire caliente

Disparidad en la exposicin al aire

caliente

Fisuramiento

20

33

45

58

70

8 12 15 19 22

Tem

pera

tura

( C

)

Contenido de humedad (% bw)

Region vtrea

Lnea de transicin vtrea

Region cauchosa

La teora de la transicin vtrea (Tg)

Antecedentes

University of arkansas rice processing program Tg theory (glass transition theory) - TERRY SIEBERMORGEN - 1996.


La temperatura de transicin vtrea es aquella en la cual los almidones del grano cambian su estado estructural pasando de ser Vtreos (Ordenados) a Cauchosos (Amorfos), esta temperatura depende de la humedad del arroz. Cuando se generan diferenciales altos de temperatura al interior del grano , puede suceder que dentro de el existan algunas regiones en estados cauchosos (Especialmente el centro) y otras en estado vtreo (Especialmente las paredes de grano), lo cual genera ciclos acelerados de expansin de la regin amorfa y compresin de la regin vtrea, ocasionando fisuramientos que pueden representar incremento en el contenido de granos quebrados.


FUENTE: SCHLUTERMAN AND SIEBENMORGEN, 2007

Tecnologas de secado comercial

1. El secado esttico o estacionario

El secado esttico o estacionario

El secado estacionario es aquel en el cual se tiene un lecho fijo (Inmvil) de grano de una altura definida, el cual es sometido a contacto directo con aire caliente que pasa a travs de la capa de producto removiendo humedad de los granos y arrastrndola hacia afuera del sistema. Es de vital importancia seleccionar de manera adecuada el caudal de aire a usar, la presin esttica del sistema y el perfil (Altura de grano) a usar ya que de ellos depende el buen rendimiento de la operacin realizada de esta forma. Normalmente se recomienda usar temperaturas bajas (Alrededor de 40C) para este tipo de proceso.

Aire Caliente y Seco

Aire Fresco y Hmedo

1 2

Ubicacin del secado estacionario en la Grafica de Transicin Vtrea

Cauchoso

Vtreo

Uso de agitacin mecnica (STIRATORS) como mecanismo de incremento de eficiencia en el

secado esttico en silos

Aire Caliente y Seco

Aire Fresco y Hmedo La agitacin de grano usando STIRATORS, produce un flujo de grano desde abajo hacia arriba que genera una mayor homogenizacin del flujo del aire disminuyendo el

tiempo de secado en hasta un 50%

El secado esttico o estacionario

Baja temperatura de proceso Operacin sencilla No hay cambios de estado estructural del almidn del grano

Mnimo riesgo de alteraciones en el color y fisuramiento

Alta propensin a dispersin de humedad

Largos tiempos de procesamiento Alto uso de mano de obra Alto uso de rea de proceso y por ende alta inversin inicial

Ventajas Desventajas

2. El secado dinmico en torres

El secado dinmico en torres (Columnares o de Bafles) consiste en

hacer fluir una corriente de grano y hacerla entrar en contacto con un flujo de aire caliente de forma cruzada, que

pasa a travs de l flujo de arroz removiendo la humedad de este.

En trminos de remocin de humedad por hora, es mucho ms eficiente que

el secado esttico.

Este tipo de equipos se puede realizar el proceso de dos maneras, en circuito

cerrado o con silos de tempero

El secado dinmico en torres

Recirculacin Atemperamiento

Qu se debera hacer para tener un secado en torre apropiado?

Temperatura de trabajo correctamente manejada

Alto caudal de aire Tiempo apropiado de proceso (secado y tempero)

Por qu tener tiempos de atempero?

Secado sin atemperamiento

En este tipo de operacin, se logra un alto gradiente de humedad entre la superficie y el centro del grano, que solo comienza a estabilizarse en el

almacenamiento, esta dispersin de humedad puede causar fisuras

Al tener un menor tiempo de exposicin y presentar intermitencia, la dispersin de humedad es menor y

esta tiende a homogeneizarse cuando se tienen tiempos de descanso (atemperamiento) correctos

Secado con atemperamiento

FUENTE: SCHLUTERMAN AND SIEBENMORGEN, 2007

Cul debe ser el tiempo de atempero adecuado (Granos Largos)?

FUENTE: SIEBENMORGEN, ET AL. 2005

Cul debe ser el tiempo de atempero adecuado (Granos Medios y Cortos)?

FUENTE: SIEBENMORGEN, ET AL. 2005

El secado dinmico en torres

Automatizacin y control sencilla Mayor eficiencia energtica en

comparacin con el secado estacionario

Menores tiempos de operacin en comparacin con el secado estacionario

Menor posibilidad de daos al grano por errores humanos

Ventajas Inversin alta para instalaciones de baja

capacidad

Muestra dispersin de humedad entre el grano que ve el aire a la entrada y el que

lo ve a la salida

Hay un alto riesgo de heterogeneidad en la estructura de los almidones

Es susceptible a alteraciones al color del grano

Desventajas

El secado dinmico en lecho fluidizado

El secado en lecho fluidizado en una tcnica

que consiste en suspender un lecho

continuo de grano, en una corriente de aire

caliente con alta velocidad y alta

temperatura.

El tratamiento con alta temperatura solo se realiza por un corto periodo de tiempo,

adems este tipo de secado crea una alta relacin aire-grano, lo

cual genera una mnima dispersin de humedad.

El secado dinmico en lecho fluidizado

La combinacin entre el alto volumen de aire, alta velocidad de paso y alta

temperatura permiten lograr una remocin

significativa de humedad en un periodo que oscila

entre 3 y 5 minutos dependiendo de la

humedad de entrada.

El dao mecnico en esta tecnologa es mnimo, ya que el grano se mueve a travs de la corriente de

aire que lo suspende debido al cambio en la densidad que sufre a medida que se seca

Aire Caliente Seco

Aire Caliente Hmedo

Incremento en el rendimiento de granos enteros debido a la semi gelatinizacin de los almidones contenidos al interior del grano y el efecto de post-endurecimiento (atemperamiento) sin afectar el sabor, color, u otra propiedad relevante del arroz.

Reduccin del tiempo de secamiento a travs de la rpida reduccin de humedad (3-6%) en un

corto perodo de tiempo (3-5 minutos), especficamente para las fases iniciales de secamiento (mnimo. 22% MC wb)

Ahorro en el consumo de combustible ahorro de hasta un 50% debido al tiempo de secamiento

mas rpido. Mejora en la uniformidad de la humedad incluso cuando el paddy de entrada presenta altos

niveles de variacin de humedad (dispersin), la mxima dispersin reportada del paddy de salida se encuentra en rangos desde 0.4 a 1.0.

Reduccin de la infestacin durante el almacenamiento por la alta temperatura del aire de secado

(100 - 150 c 212 - 302 f) se obtiene un efecto muy positivo en la eliminacin de insectos, huevos y larvas contenidos en el paddy reduciendo la infestacin en el almacenamiento.

Principales beneficios

Caractersticas Tcnicas del equipo

Diseo compacto Fcil instalacin

Operacin y mantenimiento simple

El tratamiento trmico aplicado en el lecho fluidizado

Cauchoso Superficie Centro Intermedio

Acondicionamiento

Diagrama esquemtico del secado con lecho fluidizado

Secado en lecho fluidizado

Acondicionamiento

Secado final y almacenaje

E-5 E-4

T-7 T-1 T-3 T-4

E-1 E-3 E-2

T-2

SISTEMA DE SECADORA EXISTENTE

TOLVA DE RECIBO DE PADDY

PRELIMPIEZA Y LIMPIEZA SECADORA DE LECHO FLUIDIZADO

TORRE DE ACONDICIONAMIENTO

HORNO DE CASCARILLA CICLONICO

QUEMADOR A DIESEL O A GAS

SILOS DE RECIBO

CALOR

Diagrama de flujo planta de secado de arroz paddy Sistema de recibo, limpieza y sistema de secado en lecho fluidizado con acondicionador

Diagrama de flujo planta de secado de arroz paddy Sistema de recibo, limpieza y sistema de secado en lecho fluidizado con secadora estacionaria

E-6 E-5 E-4

T-5

SILOS ATEMPEROS (OPCIONALES)

T-6

T-7 T-1 T-3 T-4

E-1 E-3 E-2

T-2

SISTEMA ESTACIONARIO DE ALBERCAS DE SECADO

E-7

T-8

T-9

AL

LUG

AR

DE

A

LMA

CE

MA

MIE

NTO

CALOR

HORNO DE CASCARILLA CICLONICO

QUEMADOR A DIESEL O A GAS

TOLVA DE RECIBO DE PADDY

PRELIMPIEZA Y LIMPIEZA SECADORA DE

LECHO FLUIDIZADO

TORRE DE ACONDICIONAMIENTO

SILOS DE RECIBO

Foto cortesa de Arrocera Palmira / Zona Caribe - Colombia 2007

Sistema de lecho fluidizado SuperBrix

Factores a tener en cuenta en el proceso de secado de arroz

Haga monitoreo de la temperatura del grano, no se enfoque solo en la del aire, ya que son los componentes del grano los que se modifican con excesos trmicos. Tenga en cuenta que la temperatura del grano se modifica en funcin de la temperatura del aire y el tiempo de exposicin de el arroz a ella. Provea las condiciones de proceso mas uniformes posibles a todos los granos. Busque cambios de transicin solo si tiene condiciones uniformes de proceso y altos niveles de control del mismo.

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