Secado de café mecánico: Secador Rotativo versus Secador Vertical

SECADO DE CAFE MECÁNICO

Secador rotativo guardiola versus Secador Vertical:

En el beneficiado de café por vía húmeda se han utilizado diversos tipos de secadores.  El café al ser recibido de la sección húmeda, pasa por tres procesos de secado físicamente separadas antes de almacenarlo. El primer proceso es llamado escurrido, el segundo es llamado pre secado, y el tercero es llamado secado.

En la etapa de escurrido se utilizan equipos con o sin aire; los equipos que utilizan aire no son a base de calor, pero son muy buenos para remover el agua superficial. En la etapa de pre secado se utilizan equipos como: secadores tipo cascada, verticales o de duelas, y las grandes máquinas de flujo cruzado conocidas en Costa Rica como “bericos”; también es importante señalar que el secador rotativo Guardiola se puede utilizar para pre secar.

En el secado se encuentran secadores como: rotativa Guardiola, verticales (duelas), y cilíndricas Pacas comunes en El Salvador; además encontramos los secadores estáticos y secador circular Wilken de cascarilla, muy utilizados en la actualidad en Colombia.

En este artículo, nuestra atención estará centrada en el desempeño de los secadores Rotativo Guardiola y el secador Vertical para la etapa de secado, por ser los equipos más utilizados en la región Centroamericana. Evaluaremos la energía utilizada por libra de agua evaporada, y el costo por libra de agua evaporada, en ambos secadores.

SECADOR VERTICAL DE DUELAS

Este secador originalmente fue diseñado para granos como maíz, trigo, y arroz. Fue modificado en 1952 por American Drying Systems Company, para usarlo en el secado de café lavado. Normalmente los granos de cereales contienen alrededor de 22 a 28 por ciento de humedad antes del secado; el café lavado y escurrido contiene cerca del 53 por ciento de humedad. Esta secadora fue construida similar al secador Moreira (Brasil) y fue equipado con duelas para una mejor ecualización del grano por tener un secado intermitente.

La principal característica son dos columnas con duelas, por donde pasa el café hacia abajo. Cada columna es abierta en la parte interior por donde pasa en forma forzada el aire caliente desde debajo del secador. El único camino hacia afuera del aire caliente es atravesando la masa de café. En la parte inferior de la máquina y a cada lado de la misma, hay una barra de giro lento con una sección transversal en forma de cruz que descarga el café en un conductor helicoidal a una velocidad regulada, que se puede cambiar a voluntad con un variador de velocidad. El conductor helicoidal conduce el café al final del mismo, hacia un elevador de cangilones. El elevador conduce el café a la parte superior del secador para otro ciclo de secado (de allí el secado intermitente).

El aire caliente es suministrado por un ventilador, que previamente es calentado por una fuente de calor que es controlado a través de un termostato ubicado en la cámara de aire caliente del secador para un mejor control de la temperatura. Se debe mantener suficiente café en la parte superior de la máquina de modo que la resistencia al flujo de aire sea igual o mayor a este, en las duelas; de lo contrario el aire se desperdiciara por fugas sin hacer un trabajo útil.

Estos secadores tienen, no obstante, diversos inconvenientes; los más frecuentes son:

• ·         Hay que limpiar frecuentemente los pies de los elevadores de cangilones, pues de lo contrario, puede acumularse en ellos café húmedo, sin secar, que da paso a café mohoso o fenólico.
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• ·         Por ser un secador de cereales adaptado para secar café, las duelas ecualizadoras que existen en las columnas provocan irregularidades en el descenso de los granos e incluso atascamiento, porque el café pergamino es más rugoso que otros cereales. Esto da paso a café sin secar al final del ciclo de secado.

SECADOR ROTATIVO GUARDIOLA

Un diseño simple y exitoso es la Guardiola, diseñada desde sus inicios para café; nombrada por su inventor Don José Guardiola quien vivió en Guatemala. Esencialmente es un cilindro el cual rota de 3 a 4 rpm. Sus paredes cilíndricas están fabricadas de láminas de hierro perforadas para dejar salir el aire húmedo. El aire caliente es conducido a través de tubo central que pasa por el eje central de la máquina y se distribuye en el café por medio de tubos con agujeros perforados acoplados en el tubo central. En la actualidad para reducir la presión estática y poder utilizar menos caballos de fuerza en los ventiladores, se eliminaron los tubos y se modificó el conducto axial central que ahora tiene forma de estrella y esta perforado desde el inicio hasta el final. El aire caliente pasa a través del café cuando está cayendo dentro del cilindro y ya saturado de agua sale por los agujeros de las paredes.

Permite el secado de una ancha columna de grano, lo cual favorece una alta eficiencia en el uso del potencial de secado del aire, trayendo consigo también menores costos de inversión y operación por cada libra de café procesado, y a la vez, como la masa de café es continuamente puesta en movimiento y en contacto con el aire de secado, favorece grandemente la uniformidad en el secado del grano. Las Guardiolas pueden trabajar en cualquier rango de humedad del café.

COMPARACIÓN DE LOS SECADORES

En las evaluaciones se consideraron los siguientes factores:

• 1.       Secadores de capacidad similar con humedad inicial de café pergamino al 40%. Esto debido a que se puede medir mejor la humedad del café desde 40% hasta el 12%, y el tiempo de secado promedio de ambos secadores fue de 24 horas.
• 2.       Comparación de la eficiencia térmica por él ciclo de secado. La unidad utilizada es BTU (British Thermal Unit) por libra de agua evaporada, y BTU necesarios para elevar la temperatura del volumen de aire de 70 a 140˚F. (21 a 60˚C).
• 3.       Consumo de energía eléctrica en kwh, por cada secador, basado en los Hp utilizados.
• 4.       Consumo de cascarilla en Kg (ciclo de 24 horas)
• 5.       El calor latente de vaporización usado 1,053 BTU por libra de agua a 20˚C.
• 6.       Costo por libra de agua evaporada, basado en el consumo de energía eléctrica en kwh de ambos secadores.
• 7.       Volumen de aire CFM, (pies cúbicos por minuto).

TABLA COMPARATIVA DEL DESEMPEÑO DE SECADORES ROTATIVO GUARDIOLA Y VERTICAL

Modelo	Guardiola SR 15	Vertical SV 100
Hp ventilador	5	20
Hp secador	5	7
Volumen aire CFM	4,541.00	9,417.00
Tiempo de secado horas	24	24
Café pergamino al 40%, lb	17,195.88	16,000.00
Café pergamino al 12%, lb	11,724.46	10,909.09
Agua evaporada, lb	5,471.42	5,090.91

EFICIENCIA TÉRMICA POR CICLO DE SECADO

Modelo	Guardiola SR 15	Vertical SV 100
BTU para evaporar las libras de agua	5,761,401.43	5,360,727.27
BTU para elevar la temperatura del aire de 70 a 140˚F	8,239,190.40	17,086,204.30
Total, BTU	14,000,591.38	22,446,932.07
Eficiencia térmica	69.927%	31,375%
Consumo de cascarilla Kg por ciclo	622	1077
Consumo de kwh	7.5	20.25
Dólares por libra de agua evaporada	US $0.005	US $0.027

CONCLUSIONES:

Como se puede observar el secador rotativo Guardiola tiene mayor eficiencia térmica, por consiguiente, menor consumo de combustible, y es la mejor opción en la extracción de agua y consumo de energía. No existe razón por lo cual las Guardiolas no puedan ser usadas para todo el proceso de secado (café con humedad desde 53% hasta 12%), aún más si recordamos el prestigio que ha adquirido la Guardiola en el buen manejo del café y en el de favorecer el mantenimiento de la calidad del grano.

Entre todos los secadores analizados y existentes en la industria del café, la Guardiola es el único secador desarrollado en la región especialmente para secar café, y muchas personas tienen la idea errónea de que es ineficiente (aunque reconocen su bondad en cuanto a calidad) y han preferido adoptar tecnologías desarrolladas para el secado de otros granos.

Dentro de los rubros más significativos en los costos de operación de un beneficio de café, es el del secado; y frente a las crisis por las que pasa el sector cafetalero, resultan más que justificables las medidas tendientes a aumentar la eficiencia en el secado de café, en donde las Guardiolas es el equipo que mejor puede contribuir.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1.       Sivetz Michael, Ch. E., 1979, Coffee Technology.

2.       Caldas, F.P., 1993, El Secado del Café, Costa Rica, CICAFE/ICAFE.

3.       Everett Elerath, M.S., P.E (WA), Roberto Mojica Moreira, 1990, Estudio de secado de café y secado de ajonjolí, COEX S.A., Santa Ana, El Salvador.

4.       Carlos Alberto de Dios, 1996, Secado de granos y secadoras, FAO-ONU, Santiago de Chile.

Roberto Mojica Moreira

Consultor Beneficiado de Café.