Desde siempre el secado del grano durante su cosecha se ha hecho mediante el intercambio de su humedad con el aire ambiente. El grano y el aire intercambian su humedad, hasta un estado de equilibrio termodinámico determinado. Dentro de unos valores conocidos y estudiados de humedad y de temperatura, se puede conservar durante el tiempo suficiente para su expedición al consumo.
Era el aire ambiente el que secaba el grano en la planta, al final del ciclo de cultivo, o también en la era, expuesto al sol y al aire ambiente, en los casos en que el ciclo de cultivo no terminaba en el estado de equilibrio para la conservación, como era el caso del arroz, del maíz y de otros granos empleados por el hombre y trasladados desde lugares de diferente climatología.
El secado forzado se empleó en principio a base de tratamientos con aire caliente, para acelerar la evaporación hasta la humedad de conservación, seguidos de otro tratamiento con aire frío. Se trataba de sistemas de secado de tipo estático, en los que el grano a tratar se cargaba sobre un falso fondo de chapa perforada o rejilla, para permitir el paso de aire a su través y a través de la masa de grano, impulsado por un ventilador centrífugo, para conseguir el mayor flujo posible. Este aire se calentaba en hornos de biomasa, como el zuro del maíz, en su caso, el de cáscara de arroz, de astillas, etc.
Para el tratamiento posterior de aire frío, se detenía la combustión y se dejaba pasar aire ambiente, hasta conseguir las condiciones de equilibrio de humedad y de temperatura para la conservación. De ésta forma se conseguía el secado y adecuación a la conservación, en tandas sucesivas de carga, secado, enfriamiento y descarga. (En los años anteriores a 1970, nuestra empresa disponía de secadores estáticos. La gama de Gyromatic LAW fue ampliamente difundida en todo el mundo).
Tras algunas décadas de desarrolllo de los sistemas estáticos, se trató de mejorar la eficacia del proceso térmico, en el que el flujo forzado de aire se mayoraba, reduciendo la parafernalia de los elementos del sistema, para conseguir reducir su coste, al tiempo de aumentar la temperatura que aseguraba un incremento del rendimiento térmico, como se sabía por el segundo principio de la termodinámica. La reducción del peso de aparato, por flujo de materia tratada, y el empleo de técnicas de flujo, que permiten elevar la temperatura del proceso, a igualdad de efecto sobre la integridad del producto, fueron las técnicas que condicionaron el desarrollo del proceso "continuo" de secado, (y también de "recirculación").
Así nuestra empresa desarrolló, a partir de 1970 los modelos de torre de secado de corrientes cruzadas, marca LAW, que se exportaron a todo el mundo.
Actualmente se emplean éstos sistemas, basados en el incremento de flujo específico en el secado a corrientes cruzadas, haciendo circular el grano por torres de chapa de acero, con una red de conductos de aire de tratamiento, dispuestos a tresbolillo, en hileras paralelas, y alternando conductos de entrada en la masa de grano con la siguiente hilera de conductos de salida del aire usado, casi saturado de humedad. La última parte del recorrido sirve para enfriar el producto, sometiendo el grano a la corriente de aire frío ambiental, que no pasa por el generador de aire caliente, sino directamente a esa zona de la torre de secado.
Al tiempo que se empleaban y mejoraban éstos sistemas de corrientes cruzadas, y como consecuencia de los estudios de mejora, se descubrieron métodos de mejora de rendimiento energético, sobre todo basados en la recuperación del calor sensible del producto al final del proceso, y de paliativos de la baja calidad de grano en los tratamientos adoptados. Fue así por ejemplo, el estudio y divulgación del sistema de enfriamiento lento diferido, (dryeration) que se puso en evidencia en los trabajos de Foster y Thompson, para el Departamento de Agricultura de USA. También se procedió a poner a punto la recirculación del aire de enfriamiento, filtrándolo e inyectándolo en la salida del aire caliente del generador.
En la técnica del enfriamiento lento diferido se empleaban cuatro silos ventilados, en los que se procedía, de forma sucesiva a las siguientes operaciones: carga del grano caliente, reposo sin tratamiento, para reducir los gradientes de humedad y de temperatura del grano después del tratamiento agresivo al que el secado le había sometido, ventilación de enfriamiento y secado de los últimos puntos de humedad, aprovechando el calor evacuado por el aire, y en última fase la descarga del grano seco y frío. Cada fase se trataba en cada silo de forma progresiva, lo que suponía un ahorro energético importante que esos investigadores midieron en maíz secado en un secador de corrientes cruzadas, con una humedad inicial del 25%, del orden del 22,2 % de reducción de consumo de combustible.
Si bien la técnica es importante por su ahorro energético, lo es sin duda por el alcance de los objetivos del trabajo realizado que era la mejora de la calidad del grano, cuya alteración y depreciación se ponía en evidencia sobre todo en la exportación y comerciao exterior, en el que se incrementaba el efecto de deterioro al tener que procesar el producto por sistemas de transporte mecánicos, que producían su rotura y exposición a los agentes biológicos. La debilidad del producto se evidenció que procedía en gran medida del proceso rápido de enfriado a que se sometía en los sistemas de corrientes cruzadas.
Al tratarse de una técnica aditiva a otras que se han incorporado, a sido objeto de desarrollo y mejora, al ir alcanzando la solución más eficaz en el tratamiento y su simplificación: el enfriamiento lento diferido y contínuo, al emplear un solo silo de tratamiento a contracorriente, con un sistema de extracción FIFO que garantiza un descenso continuo y uniforme, al tiempo que se regula el proceso, para asegurar que se produce el intercambio de calor y de temperatura, entre el grano y el aire, dentro de la masa de grano, en el nivel medio de la estiba. El grado de ahorro energético en el caso del maíz, similar al que se forzó en los ensayos de tratamiento estático, fue del orden del 25% y una reducción mayor del 50% del coste de dispositivo.
Se trata del modelo de torre de enfriamiento lento diferido y contínuo, en "torre de enfriamiento", patentado y desarrollado por LAW IBÉRICA SA desde 1984, con premios en FIMA ZARAGOZA de Novedad Técnica y trabajos de investigación de siloextensometría y procesos.
Las desviaciones a esos resultados se producen al cambiar de grano, y la temperatura de final de tratamiento en el secador, ya que en el primer caso se modifica de forma relevante el valor del calor específico del producto, y en el otro el calor sensible disponible para el proceso.
Otra técnica en uso es la de la recirculación del aire de enfriamiento en el secador de corrientes cruzadas, evitándo la expulsión del calor sensible al exterior, mezclado con el usado en el proceso de aire caliente. Su mezclado con el de salida del generador, aunque precisa vencer las dificultades técnicas de su filtrado y mezclado, permiten incrementar de forma notable la humedad del aire usado, y, por ello, la mejora del rendimiento térmico general del proceso.
En éste caso, el proceso es más eficaz, para igual tipo de secador, cuanto mayor sea la humedad inicial, (puesto que el proceso dura más y lo mismo las fases). En el caso de recirculación simple, y con el mismo tipo de producto que en los casos anteriores, el ahorro energético puede alcanzar el 10/12% en las mejores condiciones y mayor temperatura del grano al final del secado.
El modelo SBC E de los secadores LAW, incorpora desde hace ya bastantes años la recirculación, en zonas productoras de maíz, en las que la humedad inicial supera el 24%, como es Europa y el norte de España e Italia.
Otras técnicas como el aislamiento térmico del cerramiento del secador, son más evidentes, siendo el ahorro energético medido, del orden del 5%, lo que hace que su adopción sea más justificable que cualquiera de las técnicas anteriores. Solamente constructores importantes en el Sector han adoptado la solución de aislamiento rérmico, dada la baja divulgación que se hace de ella en los organismos oficiales involucrados.
Por eso LAW ha incorporado, desde el principio, el aislamiento térmico total de sus secadores, ya que el empleo de técnicas anteriores de ahorro energético no es coherente sin empezar por el aislamiento térmico de sus equipos. Es inaceptable que haya empresas que anuncién consumos térmicos próximos a los de LAW, sin haber ni siquiera aislado sus equipos. El mero anuncio de los resultados que dicen obtener sin haberse sometido a ningún control oficial, parece ya demasiado fraudulento, a la hora de someterse a los análisis comparativos comerciales.
Cualesquiera de las técnicas aquí citadas, y otras cuya adopción todavía no ha pasado por el filtro de la viabilidad económica, son conocidas por nuestra empresa, que ha estado en cabeza de las empresas del Sector, con la adopción de técnicas diferentes y adecuadas al país y cultivos localmente desarrollados.