FUNDAMENTOS DEL SECAMIENTO DE SEMILLAS
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SP-91-1 FUNDAMENTOS DEL SECAMIENTO DE SEMILLAS PREPARADO POR: EDGAR R. CABRERA 4 de Abril de 1991
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SP-91-1
FUNDAMENTOS DEL SECAMIENTO
DE SEMILLAS
PREPARADO POR:
EDGAR R. CABRERA
4 de Abril de 1991
A. INTRODUCCION
FUNDAMENTOS DEL SECAMIENTO DE SEMILLASl
El secamiento de semillas es un proceso de transferencia de
masas, en el que agua, en forma de vapor, es removida de las
semillas y absorvida por el aire que las rodea. ,
Por esta razon,
el secamiento apropiado de semillas requiere que se supla un
amplio volumen de aire seco, capaz de remover la humedad liberada
por las semillas. Puesto que la humedad de las semillas esta en
gran forma determinada por las condiciones del aire, el conocer
ciertas propiedades del aire nos es muy util para comprender el
proceso de secamiento. El secamiento de una capa profunda de
semillas esta caracterizado por la formacion de un frente de
secado que se mueve a traves de las semillas desde el extreme
donde el aire es introducido hasta el punta de salida del aire.
La eficiencia de secamiento esta influenciada por varies factores
tales como: temperatura y humedad del aire, flujo de aire
utilizado, humedad inicial de las semillas, etc. A continuacion
discutiremos los principios fundamentales del · secamiento de
semillas asi como los factores que determinan la tasa de
secamiento. ·
I; Preparado por Edgar R. Cabrera, Profesor Asociado. Laboratorio Tecnologico de Semillas. Universidad Estatal de Mississippi. P.O. Box 5267, Miss. State, MS 39762.
2
B. EQUILIBRIO DE HUMEDAD DE LA SEMILLA
La naturaleza coloidal de las semillas les permite que estas
tomen o liberen agua dependiendo de la humedad relativa del aire
que las rodea. El agua en el aire se encuentra en forma gaseosa
y esta ejerce cierta presion. El agua en las semillas tambien
ejerce cierta presion. Hay un continuo fluj_o o intercambio de
agua del aire bacia las semillas y de las semillas bacia el aire.
Si la presion del vapor de agua en el aire es mayor que la
presion del vapor de agua en las semillas, las semillas
eventualmente incrementaran su contenido de humedad, como se
ilustra en la Figura 1. Por el contrario, si la presion del
vapor del agua en las semillas es mayor que la presion del vapor
del agua del aire, estas eventualmente perderan humedad (Figura
2) basta que un equilibria de presiones se establece, Figura 3.
A este punta se dice que las semillas han alcanzado su equilibria
de humedad.
El contenido de humedad esta determinado en gran parte por
la humedad relativa del aire. Conforme la humedad relativa del
aire se incrementa, asi mismo el equilibria de humedad de las
semillas aumenta. La Tabla 1 da los_valores de equilibria de
humedad de las semillas de varies cultivos agronomicos, mientras
que la Tabla 2 presenta los valores de equilibria de humedad de
las semillas de varies cultivos horticolas. Note que a cualquier
humedad relativa, aquellos cultivos con un alto contenido de
aceite presentan valores de equilibria de humedad mas bajos que
aquellos con un alto porcentaje de almidon.
Figura 1.
Figura 2.
Figura 3 .
La presion del presion del
vapor vapor en
La presion del presion del
vapor vapor en
en la
en la
la atmosfera semilla.
la semilla atmosfera.
es
Equilibria del contenido de humedad.
3
es mayor que la
mayor que la
4
Tabla 1. Semillas De Plantas Agron6micas. Contenido de humedad (en
Clase
- Alfalfa
- Cebada
Hierba de Bermudas
Trigo "Buck"
Trebol Carmesi
Trebol Rojo
- Ma1z
Canguil
Canuela alta
Lino
Lespedeza Koreana
Mijo, Perla
- Man1
Arroz Molido
- Centeno
Hierba de Centeno
Sorgo
~ Soya
base al peso humedo) en equilibrio con varios niveles de
humedad relativa ambiental. Estos valores fueron obtenidos
a aproximadamente 77°F (25°C) y recopilados por Seed
Technology Laboratory, Mississippi State University.
Humedad Relativa (%)
15 30 45 60 75 90 100
6.4 7.4 8.6 13.0 lfLO
6.0 ~.4 10.0 12. 1 14.4 19.5 26.8
8. 1 9.2 10.8 13.6 17.2
6. 7 9. 1 10.8 12.7 15.0 19. 1 24.5
7.0 8.6 13.5 19.6
7.2 8.2 9.2 13.2 18.4
6.4 8.4 10.) 12.9 14.8 19. 1 23.8
6.8 8.5 9.3 12.2 13.6 18.3 23.0
8.4 9.8 11.2 13.3 1 7. 1
4.4 5.6 6.3 7.9 10.0 15.2 21.4
7. 2 8.2 9.8 13.5 18.6
8.5 9.8 12.0 13.7 17.0
2.6 4.2 5.6 7.2 9.8 13.0
6.8 9.0 10.7 12.6 14.4 18.1 23.6
7.0 8.7 10.5 12.2 14.8 20.6 26.7
7.5 10.0 11.2 13.8 17.0
6.4 8.6 10.5 12.0 15.2 18.8 21.9
4.3 6.5 7.4 0.3 13. 1 18.8 .. ~ •·
Hierba del Sudan 8.6 10. 1 11.6 13.2 18.8
- Girasol 5. 1 6.5 8.0 10.0 15.0
Timothy 9.5 11.4 13.6 17.2
Arveja Peluda 13.0 19.0
Trigo: - Rojo Suave 6.3 8.6 10.6 11.9 14.6 19.7 . 25.6
Rojo Intenso 6.4 8.5 10.5 12.5 14.6 19.7 25.0
Blanco 8.6 9.9 11.6 15.0 19.7 26.3
. . .
5
Tabla 2. Semillas de Plantas Hort1colas. Contenido de humedad (en
base al peso humedo) en equilibria con var1os niveles de
humedad relativa ambiental. Estes valores fueron obtenidos
a aproximadamente 77°F (25°C) y recopilados par Seed
Technology Laboratory, Mississippi State University.
----------- ----- ------- ------..
Humedad R0latjva Clase ------
10 20 30 45 60 75 ---------- ·- -----
Frijoles
"Broad" 4.2 '). 8 7.2 9.3 1 l. l L4. 5
"Lima" 4.6 6.6 7.7 9.2 11 . 0 13.8
"Snap" 3.0 4.8 6.8 9.4 12.0 15.0
Remolacha de Jard1n 2.1 4.0 5.8 7.6 9.4 11.2
Zanahoria 4.5 5.9 6.8 7.9 9.2 11.6
Apia 5.8 7.0 7.8 9.0 10.4 12.4
Mal:z Dulce 3.8 5.8 7.0 9.0 10.6 12 8
Pepino 2.6 /L) 5. (, l . I H.~~ 10. 1
Lechuga 2.8 /L2 5. ) 5.9 7. 1 9.6
Mostaza, hoja 1.8 3.2 , ... h r, . J 7.R 9.4
Okra 3.8 7.2 R.J 10.0 1 I . 2 1 J. 1
Cebolla 4.6 6.2 8.0 9.~ 11.2 13.4
Chiriv1a 5.0 6. 1 7.0 R.l 9.5 ll.2
Arveja 5.4 7.3 H.6 1 0. 1 11.9 15.0
Chile 2.8 4.5 6.0 7.H 9.2 11 . 0
Rabano 2.6 3.8 5. 1 h.R 8.3 10.2
Espinaca 4.6 6.5 7.8 9.5 1 1 . 1 13.2
Calabaza de 3.0 4.3 5.6 7.4 9.0 10.8 Invierno
Tomate 3.2 5.0 6.1 7.8 9.2 1 1 . 1
Nabo 2.6 4.0 5. 1 6.3 7.4 9.0
Sandia 3.0 4.8 6. 1 7.6 8.8 10.4
·--·
6
El contenido de humedad de las semillas esta tambien
determinado por la temperatura del aire que las rodea. De tal
forma que si semillas de ma1z se exponen por un largo tiempo a un
ambiente con una humedad relativa de 60% y una temperatura de
25°C, su contenido de humedad se equilibrara a 12.4%. ... Bajo un
ambiente con la misma humedad relativa pero una temperatura de
35°C, el equilibria de humedad sera 11.7%, Figura 4.
C. PROPIEDADES DEL AIRE
Aire es utilizado en el secamiento debido a su abilidad para
remover el agua que se encuentra en las semillas. Las funciones
del aire durante el secamiento son:
1. evaporar la humedad de las semillas
2. acarrear la humedad evaporada fuera de la masa de
semillas.
Para que estas funciones se lleven a cabo, el aire usado
debe de ser seco. El aire ambiental puede ya estar lo
suficientemente seco para remover humedad de las semillas. Sin
embargo, en algunas regiones la humedad relativa (HR) del aire es
aun muy alta para secar las semillas eficientemente. ,
Es as1 que
es necesario reducir la humedad relativa del aire mediante el uso
de calor. Cuando se calienta el aire, su potencial de retencion
de agua es incrementado. La Figura 5 mustra el potencial de
retencion de agua del aire a 15°C y 80% HR. Si se aumenta la
temperatura de. dicho aire a 40oc, su potencial de retencion de
agua se triplica.
7
% -1- 15 c ---*- 25 c -e- 35 c --*- 45 c 20~==~====~====+===~~===+===-~----~----~
H u M E D A D
0~--~----~-----L----~----~----~----J-----~ 10 20 30 40 50 60 70 80 90
HUMEDAD RELATIVA (%)
Figura 4. Equilibria del contenido de humedad de la semilla de maiz a diferentes humedades relativas.
GR DE AGUA/KG DE AIRE
120
100
80
60
40
20
15 20 25 30 35 40 45 50 55
TEMPERATURA (C)
Figura s. Humedad absoluta y potencial de retencion de agua (a nivel de saturacion) de un aire a 15°C y 80% HR.
8
La carta sicrometrica muestra en forma grafica la
propiedades fisicas del aire. El personal que trabaje en los
secaderos de semillas deben de estar familiarizados con dicha
carta. La Figura 6 muestra el proceso que se debe de seguir para
determinar a que temperatura se debe de calentar un aire con
condiciones de 20°C y 80% HR para disminuir su humedad r~lativa
al 30%. El ·punta "A" representa las condiciones actuales del
aire (20oc y 80% HR). El punto "B" representa la temperatura a
la cual se debera de calentar el aire para que su humedad ,
relativa llegue al 30%, la cual debera ser de ·37.5°C.
La humedad relativa ambiental puede ser facilmente
determinada con un sicrometro manual, Figura 7. El sicrometro
manual esta compuesto de dos termometros, uno de los cuales tiene
el bulbo cubierto con una gaza que se mantiene saturada con agua.
El termometro comun nos da la temperatura de bulbo seco, mientras
que el termometro con la gaza saturada nos da la temperatura de
bulbo humedo. Dicho sicrometro se hace rotar manualmente
(aproximadamente dos vueltas por segundo) para poder determinar
la temperatura de bulbo humedo. Despues de hacer rotar el
sicrometro manual por unos dos minutes, ambas temperaturas se
leen y al trasarlas en la carta sicrom~trica nos permiten
determinar las otras propiedades del aire.
CARTA PSICROMETRICA MISSISSIPPI STATE UNIVERSITY
MISSISSIPPI AGRICULTURAL RXPBRIMENT STATION
8&&0 TECHNOLOGY LABORATORY STATE COLLEGB,MISSISSIPPI
BUI.80 SECO
0 u .., ., ..,
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3 so ;;
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!1 J
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...
GRANOS DE HUNEDAD POR OUILO DE AIRE SECO
.(ll.IJ LIBRAS DE HUNEDAD POR LIBRA DE AIRE IE CO t. 0 If £~,il>£1t(I~£/)O 8RANOS DE HUNEDAD POR l.IIIIU DE AIRE SECO .. ,.(/ ·~ ~
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I~Of~b h81o1)/J(
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IS: ""' l~ n
. ~ NOTA • ESTA CARTA HA SIOO COPIAOA DE LAS PUBLICAOAS POR LA CARRIER CORPORATION.
Figura 6. Aire a 2ooc y 80% HR deber~ de ser calentado a 37.soc para disminuir su humedad relativa al 30%.
0 .J
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BULBO
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HUMEDOJ J BULBO SECO
Figura 7. Sicrometro manual utilizado para determinar la humedad relativa del aire.
~
0
D. COMO OCURRE EL SECAMIENTO DE UNA SEMILLA INDIVIDUAL?
El secamiento de una semilla individual incluye dos
procesos:
11
1. La humedad en la superficie de la semilla se evapora
2. La humedad que se encuentra internamente migra hacia
hacia la superficie para entonces ser evaporada.
Cuando el aire seco rodea a una semilla, las moleculas de
agua que se encuentran en la superficie de esta se transladan al
aire, dejando una mayor concentracion de agua en el centro de la
semilla. Debido a esto se establece un gradiente de humedad en
la semilla. Para balancear este gradiente, algunas de las
moleculas de agua que se encuentran en mayor concentracion en el
centro de la semilla migran hacia la superficie, donde son
transferidas al aire que las rodea. Este proceso continua hasta
que se establece un equilibria de presion de vapor de agua entre
la semilla y el aire que la rodea, y no secamiento adicional
ocurre, Figura 8.
E. COMO OCURRE EL SECAMIENTO EN UNA CAPA PROFUNDA DE SEMILLAS?
En una capa profunda de semillas, el aire que es introducido
por un tunel o recamara, es forzado a traves de la masa de
semillas. El secamiento no se realiza en todas las semillas al
mismo tiempo y a la misma tasa, sino mas bien, un frente de
secamiento se establece y este se mueve lentamente hasta alcanzar
el extrema opuesto donde el aire escapa a la atm6sfera. La
Figura 9 muestra como se realiza este proceso.
Figura 8.
12
B c
Secamiento evaporada;
de B)
una semilla. A) humedad superficial es moleculas de agua en el centro de la
semilla migran hacia la superficie donde se evaporan; C) el contenido de humedad es uniforme en toda la semilla.
I
13
El frente de secamiento se establece inmediatamente al
introducir aire seco en la masa de semillas. Si el aire se est~
forzando de abajo hacia arriba (up-air), el frente de secamiento
se establece por encima del piso falso y se mueve lentamente
hacia arriba. Seguido al frente de secamiento se encuentra la
zona de secamiento. Es allf donde la humedad esta siendo
evaporada de las semillas. La profundidad de la zona de
secamiento esta dictada por el volumen de aire. On alto volumen
de aire resulta en una zona de secamiento bastante profunda,
mientras que cuando existe un bajo volumen de aire la zona de
secamiento es muy reducida. La posicion del frente de secamiento
puede facilmente encontrarse. La temperatura de las semillas por ,
debajo de este es casi igual a la temperatura del aire del tunel
o recamara de aire. La temperatura de la semilla por la cual el
frente de secamiento no ha pasado es menor que la temperatura del
aire en el tune! 0 recamara de aire.
Durante el secamiento se puede notar que la temperatura del
aire que ha pasado a traves de las semillas es menor que aquella
del aire en el tunel. Esta diferencia es debida al proceso de
evaporacion, en donde un enfriamiento ocurre al evaporar la
humedad superficial. Esta diferencia de temperatura es mucho
mayor al inicio del secamiento que al final. La Figura 9 muestra
los cambios de temperatura y de humedad relativa que se pueden
observar durante el secamiento.
FRENTE
SEMILLA A 25%--... DE HUMEDAD
DE SECAMIENTO ..
SEMILLA A 12% DE HUMEDAD -
28°C
80% HR
::L::::1::=:1:=:=:L::;::L::::L::::t==:===L====L::::l:::::::L::::L::::l::: Immmmmmmmrmtmmmmmmmmmmttttttttt~I~t~t :·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·: ··:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·:·
Itltltiltltltllltltltltltltlt1tltltltltli~:=~:~:~~::ltlt1t1Itltltllltltltlt1tltltltltltltltltlllllll ............................................................ :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: .·.·····························································································•······················· .·.························································•···························································· .·.····················································································································· :S:':'!':':'(~~:::S.:'tt:':':'~'f~:'!':'!'§~t:S!:':';':':'~'((!2:~:~:~:'£:'!':'f:'('i ......................................................... . . . . . . .. . . • . . • . . . . . . . • . . . . . ·-.-.-. _· _ ..... ~ ~ ~ ~ ':_ ·. ·- .!"'._.-. _. _. !' ~ ~ ~ ':_ ·_ ~ ........................................... .. ... "' ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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"' "' ~4ooc 1 3 0% HRlfi. ,.. "'
Figura 9 . Desplazamiento del estacionario.
frente de secamiento
2s 0 c Y 70%
ZONA DE SECAMIENTO
0 en un secador
HR
....... ~
15
F. QUE CANTIDAD DE AGUA SE REMUEVE DURANTE EL SECAMIENTO?
Debido a que no vemos el agua conforme escapa de los
secadores, normalmente no nos detenemos a calcular el volumen de
agua removido. Par ejemplo, si secamos 79.3 metros cubicos de
maiz en mazorca (1000 bushels) del 30% al 12% de humedad,
removeremos 10,342 kg de agua, equivalente a 10,342 litro.s.
G. CUALES SON LOS FACTORES QUE INFLUENCIAN LA TASA DE SECAMIENTO?
Los factores mas importantes que afectan la rapidez con que
se remueve la humedad de las semillas se listan a continuacion:
G.1. Contenido Inicial de Humedad de las Semillas
G.2. Temperatura y Humedad Relativa del Aire
G.3. Volumen de Aire Utilizado
G.4. Permeabilidad de la Semilla
G.1. Contenido Inicial de Humedad de las Semillas
La humedad no se remueve a la misma velocidad y con la
misma facilidad durante todo el proceso de secamiento. En
la etapa inicial de secamiento el agua es removida mas
rapidamente y· con mayor facilidad que en la etapa final.
Conforme disminuye el porcentaje de humedad en la semilla,
se requiere mayor energia para remover la humedad restante.
Esto se debe a que cierto porcentaje de la humedad esta
retenida mas fuertemente, constituyendo lo que se conoce
como agua adsorbida y de constitucion. En la Figura 10 se
muestra el contenido de humedad en base seca de una capa de
semilla de avena expuesta a un flujo de aire con una
temperatu.ra y humedad relativa constante. Se puede observar
I I
~
~0 0
~ t1l 28 ~ => :r: . t1l 22 0
t1l ....., ta .ex: E-t z ~ u 14 ~ 0 P-4
10
ero--~--~~~~~.-.r--.--_;==:=~ 1 3 ~ 7 11 ' 13 15· ~ 18
TIEMPO DE SECADO (HR)
Figura 10. Secamiento de una capa semillas de avena expuesta a un aire con temperatura y humedad relativa constantes. ......,a
m
~ .
35 HUMEDAD (%)
30 ~ ~ : .
25
20
15
10
5
0 0
Figura 11.
~
~ ~~ :---" ~
-~ ~ ~-~
:-----. r---r--
"' ~ ~ ~ ~ - - "-"%~
~ iL .......
~ ~----1---r---~ r--- t::::--:::--.!. "-1:-!
--..; ,
-35 c 4-40 c -e- 43 c --*-" 45 c ~cv -&- SD
2 4 6 8 1 0 12 14 16 18 20 22 24
TIEMPO DE SECAMIENTO (HR)
Effecto de la temperatura del aire en la tasa de secamiento de semillas de maiz. Nota: SD corresponde a la humedad de semillas secadas a 10°C sin aire . forzado.
1--' '-J
18
que en la primera hora de secamiento se removieron 11 puntas
de humedad, mientras que en la ultima hora se removio
unicamente la fraccicin de un punta de humedad.
G.2. Temperatura y Humedad Relativa del Aire
Anteriormente se menciono que para poder secar semilla
satisfactoriamente, se requiere que el aire tenga una baja
humedad relativa. La manera mas practica y economica para
disminuir la humedad relativa es mediante la adicion de
calor. La Figura 11 ilustra la perdida de humedad de
semilllas de ma{z secada con aire a diferentes temperaturas.
Se puede observar que mientras mas alta es la temperatura
del aire, mayor es la tasa de secamiento. Sin embargo,
.existen limitaciones en cuanto a la temperatura del aire a
utilizar. A continuacion se da un listado de las
temperaturas maximas recomendadas para el secamiento de
semillas:
19
CUadra 2. Temperaturas maximas del aire a utilizar en el secamiento de diferentes tipos de semillas.
Tipo de Semilla Temperatura Maxima (F) (C)
Arroz 113 45
Cacahuates (Man{) 97 36
Cebolla 86 30 ~
>
, Ma1z 105 41
Soya (Soja) 100 38
Trigo, Avena, Cebada 110 43
Fuente: Thomson, J.R. 1979. An Introduction to Seed Technology. John Wiley and Sons. Halsted Press, New York. p. 86.
20
Es . importante mantener en mente que mientras mas alto
sea el contenido de humedad de las semillas, estas seran mas
susceptibles al dafio causado por altas temperaturas.
Afortunadamente se puede remover humedad de aquellas
semillas con alto contenido de agua aun usando aire
relativamente humedo. Es as£ que en el caso del secamiento
de ma!z en mazorca se utiliza el sistema de secado de dos
pasos-reversible, Figura 12. En este sistema, el aire mas
seco y caliente (en el tunel superior) se utiliza para
remover humedad del ma1z cuya humedad esta ya por debajo del
22%. En vez de descargar este aire a la atmosfera, el aire
se conduce al tunel inferior o de transferencia para ser re
utilizado enremover la humedad de aquel ma!z mas humedo.
Debido al enfriamiento que este ha sufrido al remover
humedad en el primer paso, no causa dano al ma{z mas humedo
y susceptible a la alta temperatura.
Asi mismo, dentro de la misma especie hay cultivares
(lineas o hibridos) que son mas susceptibles a la alta
temperatura que otros. Mediante experimentacion apropiada,
se debera de determinar cuales son las lineas que son mas
susceptibles a la alta temperatura.
Al exponer las semillas por un largo tiempo (en exceso
de 24 horas) a un aire con una temperatura y humedad
relativa constante, estas llegan a alcanzar el equilibria de
humedad correspondiente. En el secamiento de semilla de
ma1z es comun utilizar aire con una temperatura de 95°F
PUERT AS DE DESCARGA ~
.../
COMPUERTAS DE LLENAOO Y SALIDA DEL AIRE
~ PUERTAS DEL AIRE,
• I F SUPERIOR -
~(. 41! . · ..
TUNEL DEL AIRE HAS CALIENTE ~-~ I ..
. r ' '!• /_n
''/ . . ·/ (1. . • /""' ~ -/..
MAIZ tem tufOO - / y, ,··
l"'i V/ • ·/ . . . . / -. , .. - 4' • •
(,
~· .MAIZ MAS HUMEDO .
.. ~------~~ .~./ 4 ! . . ~ TUNEL DEL AIRE ~ TRANSFEREOCIA
. PUERTAS DEL AI~E INFERIOR
/· ,
- PUERTAS DE DESCARGA
Figura 12. Corte esquematico de un secador de ma1z en mazorca de doble paso-reversible. N
.......
22
(35oC) y una humedad relativa de 30%. Si utilizamos estes
datos para calcular el contenido de humedad en equilibria de
las semillas, este llegar{a a ser 7.5%. Sabemos que en la
practica, despues de secar una carga de semillas por
aproximadamente 72 horas, estas no tienen un contenido de
humedad de 7.5%. Esto es debido a que la mayor!a de las . . .
mazorcas no estan expuestas al aire con es.tas condiciones
durante las 72 horas. Las condiciones del aire cambian
conforme este remueve la humedad de las semillas. Es as!
que la primera capa de semillas s{ esta expuesta a este
aire, pero conforme pasa por mas capas, la temperatura de
este disminuye y su humedad relativa aumenta. Si la
direccion del aire no se revirtiera, la capa inicial de
semilla s! adquiriria tan bajo valor de humedad. Mas bien
se observa que al terminar el secamiento existe un gradiente
de humedad, que puede variar hasta por 3-5 puntas.
G.3. Flujo de Aire Utilizado
Una de las funciones del aire es de servir como
veh!culo para remover el agua evaporada. Por lo tanto,
cuando se tiene un bajo flujo de aire, este tiende a
saturarse rapidamente y pierde el potencial de secamiento
conforme se mueve a traves de la masa de semillas. Bajo
estas condiciones se tiene una zona de secamiento poco
profunda. Un flujo demasiado alto de aire resulta en un
secamiento muy apresurado asi como en el uso ineficiente del
23
aire y calor, ya que se descarga a la atmosfera con aun un
alto potencial de secamiento que no fue utilizado.
Se recomienda que para obtener un secamiento adecuado
se utilice un flujo de aire de 8 a 10 metros cubicos de aire
por minute por metro cubico de semilla.
En lugares donde la humedad relativ~ y temperatura
ambiental son altas, se recomienda usar aun volumenes de
aire mas altos. Esto se debe a que no es posible calentar
el aire lo suficiente para bajar la humedad relativa a 30-
40%, ya que se tendr1an que usar temperaturas en exceso de
105oF (41°C). Por lo tanto el aire se satura mas
rapidamente y la unica opcion para remover mayor humedad es
usar mayores volumenes de este. ,
Al estudiar el movimiento de aire a traves de cualquier
sistema nos encontramos con el concepto de la presion
estatica. La presion estatica -cornunmente medida en
mil1metros (pulgadas) de columna de agua- es la presion que
se desarrolla en los tuneles o carnara de aire como
consecuencia de la resistencia que le ofrece la masa de
semillas a su rnovimiento a traves de ellas, Figura 13. De
all{ que, en cualquier sistema de secado considerado con el
mismo ventilador, mientras mayor es la presion estatica,
menor es el volumen de aire obtenido, Figura 14.
Figura 13.
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PRESION ESTATICA
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La presion tuneles de
estatica se determina secamiento.
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300 0 ~ ~ ~ 200 ~ 25 51 76 102 127 152 178 203 229
. PRESION ESTATICA (mm)
Figura 14. A medida que incrementa la presion estatica, el N volumen de aire desarrollado por un ventilador (J'1
disminuye.
26
El volumen de aire que se obtiene en un sistema de
secado esta determinado por varies factores. Los mas
importantes son:
G.3.a. El tipo, tamafio y numero del(os)
ventilador(es)
G.3.b. El disefio de.los tuneles (camaras de
aire), area perforada del piso falso,
area de las puertas para el aire, etc.
G.3.c. La profundidad de la capa de semillas
G.3.d. El tipo (forma y tamafio) de las
semillas
G.3.e. Cantidad de basura u otros materiales
en la masa de semillas
G.3.a. El Tipo, Tamafio y Numero de los
Ventiladores
Existen dos tipos de ventiladores comunmente
utilizados en el secamiento de semillas: a) axiales y
b) centrifuges.
Los ventiladores axiales tienden a desarrollar
menores volumenes de aire que los centr!fugos a
presiones estaticas mayores de 10 mm (4"). Ademas de
esto, estos ventiladores tiendes a ser muy ruidosos.
Es asi que para instalaciones de gran capacidad de
secamiento se utilizan no uno, sino varies ventiladores
centrifuges. Conforme aumenta la potencia del
ventilador (hp), mayor es el volumen de aire
27
desarrollado, Figura 14. Es comun, por lo tanto,
encontrar 3 o 4 ventiladores centrifuges de 250 h.p. en
instalaciones grandes de secamiento de semilla de mafz
en mazorca.
G.3.b. Disefio de Tuneles y Sistema de Aire
Para minimizar la presion estatica creada por el
piso falso, el area cubierta por las perforaciones no
debera ser menor del 25%. Para evitar la acumulacion
de presion negativa se recomienda construir los
tuneles, compuertas de aire y descargas de aire con
areas tales que no permitan velocidades mayores de 280
metros por minuto (1250 pies por minuto). As{ mismo se
debe de evitar el uso de ductos o codos que cambien la
direccion del aire abruptamente.
G.3.c. Profundidad de la Capa de Semillas
Conforme se aumenta la capa de semillas, la
resistencia que las semillas le ofrecen al flujo del
aire incrementa. La Figura 15 demuestra el efecto de
la profundidad de las semillas en cuanto a la presion
estatica. Notese que en ambos silos se han colocado
103 metros cubicos de semillas de soya. Sin embargo,
en el silo de la izquierda, por ser de menor diametro,
la capa de semillas es mas profunda. Si en ambos silos
se proporciona 3.2 metros cubicos de aire por metro
cubico de semillas (4 pies cubicos de aire por bushel),
la presion estatica en el silo de la izquierda es de
4.35 M
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I 5.50 M I I
t 210 mn
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1
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1-----7.30 ~-----1
Figura 15. Presion estatica desarrollada en dos silos secamiento. Aunque ambos silos contienen el
de mismo
volumen de semillas de soya, si se utilizan 4 pies cubicos de aire por minute por bushel, la presion estatica desarrollada en el silo de s.s M de diametro es mayor debido a la mayor profundidad de la semilla.
t ·~IIIn
t
N 00
29
210 mm, mientras que en el silo de mayor diametro la
presion estatica es unicamente 46 mm de agua. Por lo
tanto, en la practica tomaria un ventilador mas grande
para proporcionar el flujo de aire necesario en el silo
de mayor profundidad que en el silo de mayor diametro.
La Figura 16 demuestra la presion estatica
desarrollada a diferentes profundidades de mafz en
mazorca usando 8 metros cubicos de aire por minute por
metro cubico de semilla. Se puede observar que la
presion estatica aumenta rapidamente al incrementarse
la profundidad de las semillas.
G.3.d. Tipo de Semilla
El tamafio, forma y grade de compactacion de las
semillas influenciaran la presion estatica. La Figura
17 muestra la presion estatica que se desarrolla en la
recamara de aire al utilizar 8 metros cubicos de aire
por metro cubico de semilla a diferentes profundidades
de semillas de soya y trigo. Notese que, a cualquier
profundidad, la presion estatica correspondiente al
trigo es mayor que la correspondiente a la soya. ,
AS1
mismo se observa que conforme aumenta la profundidad,
esta diferencia es mucho mas pronunciada.
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120
100
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PROFUNDIDAD (M) ..
Figura 16. Presion estatica desarrollada al secar maiz en mazorca a una tasa de 8 metros cubicos de aire por metro cubico de semilla por minute.
w 0
35 PRESION ESTATICA (em)
30 I--
25
20
15
10
5
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~SOYA --{1-- TRIGO
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~ -It""
.50 .75 1.00
L
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L / v ------~ ~
!(""
1.25 1.50 1.75 2.00
PROFUNDIDAD (M)
Figura 17. Presion estatica (en em de agua) desarrollada en la recamara de secamiento en un silo con diferentes profundidades de semilla de soya y trigo utilizando un flujo de aire de 8 metros cubicos de aire por metro cubico de semilla por minute.
w ........
32
En el caso del secamiento de maiz en mazorca,
aquellas l{neas con mazorcas pequefias, o mazorcas no
bien llenadas (debido a una pobre polinizacion)
ofreceran mayor resistencia al flujo del aire.
La presion estatica tiende a ser mayor cuando se
forza aire en semillas lenticulares o pl9nas .. La . .
presion estatica tambien es mayor cuando se forza aire
a traves de semilla de pastes debido al alto nivel de
compactacion. Si se utiliza un esparcidor mecanico
esto causara un incremento hasta del 100% en la presion
estatica.
G.3.e. Cantidad de Basura y Otros Materiales
La presencia de basura, especialmente material mas pequeno
que las semillas, incrementa la presion estatica, ya que estos
materiales ofrecen mayor resistencia al flujo del aire. En el
caso del secamiento de semilla de ma{z en mazorca,
concentraciones de ma{z desgranado tienen el mismo efecto.
Debido a que estos materiales tiended a segregarse, es posible
que se limite el flujo del aire en ciertos puntos, lo que
resultara en focos de semillas con mayor contenido de humedad.
G.4. Permeabilidad de las Semillas
La tasa a la cual el agua interna migra hacia la
superficie de las semillas afecta la rata de secamiento. El
caso mas t{pico es la semilla de arroz, la cual ofrece gran
resistencia al movimiento del agua interna hacia la
periferie. Si el secamiento se apresura mediante el uso de
33
alta temperatura y/o flujo de aire elevado, la presion
interna es tal que se crean fracturas en las semillas. Esto
se observa tambien en algunas lineas de ma{z y a ellas se
recomienda secarlas a menores temperaturas.
H. CONCLUSION
Como se podra observar, el secamiento de semillas requiere
que el personal responsable de esta actividad este familiarizado
con ciertos principios f{sicos que controlan el proceso de
extraccion de humedad, incluyendo los temas del equilibria de
humedad y la sicrometr{a. Adicionalmente, el encargado del
secamiento no debe de olvidar que esta trabajando con un
organismo, que para que tenga el valor esperado, debera de
permanecer vivo. Esto implica que el proceso del secamiento se
realice de tal manera que las semillas no sean dafiadas por la
temperatura del aire, su manejo mecanico, el calentamiento
biologico debido a la respiracion de semillas a granel y el
proceso f1sico de la extraccion de humedad.
Se espera que este documento sirva como una gu{a para
realizar la labor de secarniento de la mejor manera, contribuyendo
as{ al esfuerzo general de producir semillas de mayor calidad.
34
alta temperatura y/o flujo de aire elevado, la presion
interna es tal que se crean fracturas en las semillas. Esto
se observa tambien en algunas lineas de ma1z y a ellas se
recomienda secarlas a menores temperaturas.
H. CONCLUSION
Como se podra observar, el secamiento de semillas requiere
que el personal responsable de esta actividad este familiarizado
con ciertos principios f{sicos que controlan el proceso de
extraccion de humedad, incluyendo los temas del equilibria de
humedad y la sicrometr1a. Adicionalmente, el encargado del
secamiento no debe de olvidar que esta trabajando con un
organismo, que para que tenga el valor esperado, debera de
permanecer vivo. Esto implica que el proceso del secamiento se
realice de tal manera que las semillas no sean dafiadas por la
temperatura del aire, su manejo mecanico, el calentamiento
biologico debido a la respiracion de semillas a granel y el
proceso fisico de la extraccion de humedad.
Se espera que este documento sirva como una gu{a para
realizar ·la labor de secamiento de la mejor manera, contribuyendo
as{ al esfuerzo general de producir semillas de mayor calidad.
