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Cuadro 13. Capacidad de silos, en toneladas, para arroz (masa espec�fica aparente igual a 600 kg.m-3)
Di�metro del silo (m) |
|||||||||
| Altura de la capa de granos (m) | 2,3 | 3,7 | 5,5 | 6,4 * | 7,8 | 8,2 | 9,1 | 10,1 * | 11 |
| 0,25 | 0,62 | 1,6 | 3,6 | 4,8 | 7,2 | 7,0 | 9,8 | 12,0 | 14,0 |
| 0,50 | 1,2 | 3,2 | 7,1 | 9,7 | 14,0 | 16,0 | 20,0 | 24,0 | 29,0 |
| 0,75 | 1,9 | 4,8 | 1,1 | 14,0 | 22,0 | 24,0 | 29,0 | 36,0 | 43,0 |
| 1,00 | 2,5 | 6,5 | 14,0 | 19,0 | 29,0 | 32,0 | 39,0 | 48,0 | 57,0 |
| 1,25 | 3,1 | 8,1 | 18,0 | 24,0 | 36,0 | 40,0 | 49,0 | 60,0 | 71,0 |
| 1,50 | 3,7 ** | 9,1 | 21,0 | 29,0 | 43,0 | 48,0 | 59,0 | 72,0 | 86,0 |
| 1,75 | 4,4 | 11,0 | 25,0 | 34,0 | 50,0 | 55,0 | 68,0 | 84,0 | 100,0 |
| 2,00 | 5,0 | 13,0 | 29,0 | 39,0 | 57,0 | 63,0 | 78,0 | 96,0 | 114,0 |
| 2,25 | 5,6 | 15,0 ** | 32,0 | 43,0 | 65,0 | 71,0 | 88,0 | 108,0 | 128,0 |
| 2,50 | 6,2 | 16,0 | 36,0 | 48,0 | 72,0 | 79,0 | 98,0 | 120,0 | 143,0 |
| 2,75 | 18,0 | 39,0 | 53,0 | 79,0 | 87,0 | 107,0 | 132,0 | 157,0 | |
| 3,00 | 19,0 | 43,0 | 58,0 | 86,0 | 95,0 | 117,0 | 144,0 | 171,0 | |
| 3,25 | 21,0 | 46,0 | 63,0 | 93,0 | 103,0 | 127,0 | 156,0 | 185,0 | |
| 3,50 | 23,0 | 50,0 ** | 68,0 | 100,0 | 111,0 | 137,0 | 168,0 | 200,0 | |
| 3,75 | 24,0 | 53,0 | 72,0 ** | 108,0 | 119,0 | 146,0 | 180,0 | 214,0 | |
| 4,00 | 57,0 | 77,0 | 115,0 | 127,0 | 156,0 | 192,0 | 228,0 | ||
| 4,25 | 61,0 | 82,0 | 112,0 | 135,0 | 166,0 | 204,0 | 242,0 | ||
| 4,50 | 64,0 | 87,0 | 129,0 | 143,0 | 176,0 | 216,0 | 257,0 | ||
| 4,75 | 68,0 | 92,0 | 136,0 ** | 151,0 ** | 185,0 | 228,0 | 271,0 | ||
| 5,00 | 71,0 | 97,0 | 143,0 | 158,0 | 195,0 | 249,0 | 285,0 | ||
| 5,25 | 75,0 | 101,0 | 151,0 | 166,0 | 205,0 | 252,0 | 299,0 | ||
| 5,50 | 78,0 | 106,0 | 158,0 | 174,0 | 215,0** | 264,0 | 314,0 | ||
| 5,75 | 111,0 | 165,0 | 182,0 | 224,0 | 276,0 | 328,0 | |||
| 6,00 | 116,0 | 172,0 | 190,0 | 234,0 | 288,0** | 342,0** | |||
* Dimensiones todav�a no comercializadas en Brasil.
** Relaci�n di�metro: altura m�s pr�xima de 5:3.
La presi�n est�tica para el flujo de aire de 0,0375 m�/s y una altura de la capa de granos de 5 m seg�n el cuadro 8 es:
Pe = 2,88 KPa
De ese modo, aceptando 1,25 como coeficiente de seguridad para el flujo del aire, el ventilador debe tener las siguientes especificaciones:
Q = 12,5 m�/s
Pe = 2,88 KPa
La potencia del motor el�ctrico, Nv en watts, para el ventilador se calcula en funci�n del flujo de aire [Q, en m�/s] de la presi�n est�tica [Pe, en KPa] y de la eficiencia del sistema [n, expresado en decimal] usando la siguiente ecuaci�n:
Admitiendo 50 por ciento como eficiencia del sistema, la potencia del motor el�ctrico es:
Esta potencia es muy elevada cuando se trata de secar tan s�lo 200 ton de ma�z. Una de las opciones para reducir este valor es llenar el silo por capas en lugar de llenarlo en una sola etapa. En el llenado por capas, el flujo de aire que se utiliza generalmente es menor que el volumen que se requiere para el secado en una sola etapa.
El flujo de aire recomendable para el llenado por capas es de 0,0125 a 0,0156 m�/s por metro de capacidad est�tica del silo secador. La presi�n est�tica que el ventilador tiene que vencer se calcula en base a la altura final de la capa de granos. La cantidad m�xima de producto que puede ser colocada en cada etapa de llenado, se calcula sobre la base del flujo de aire m�nimo.
Ejemplo 3. Determinar el flujo, la presi�n est�tica y la potencia de un ventilador para el silo del ejemplo 2, suponiendo que el llenado se realiza por capas.
Soluci�n. Suponiendo un flujo de aire de 0,0125 m�/s/m� para el llenado por capas, el flujo de aire que el ventilador tiene que proveer es:
Q = 0,0125 x 267 = 3,33 m�/s
La presi�n est�tica para un flujo de aire de 0,0125 m�/s/m� y una altura de la capa de granos de 5 m, seg�n el cuadro 8 es:
Pe = 0,56 KPa
De esa manera, admitiendo 1,25 como coeficiente de seguridad para el flujo de aire, el ventilador tendr� las siguientes especificaciones:
Q = 4,16 m�/s
Pe = 0,56 KPa
Admitiendo 50 por ciento como eficiencia del sistema de movimiento de aire, la potencia del motor el�ctrico debe ser:
Esta potencia es inferior al valor encontrado en el ejemplo 3, por lo que el sistema es m�s viable.
Ejemplo 4. �Cu�l es la cantidad m�xima de ma�z que puede ser introducida en el silo de los ejemplos 2 y 3 en cada etapa del llenado?
Soluci�n. El flujo de aire m�nimo para un contenido de humedad inicial de 22 por ciento seg�n el ejemplo 3 es de 0,0375 m�/s/m�. Como la capacidad de aire nominal del ventilador es de 3,33 m�/s la cantidad m�xima de producto que puede ser colocada en cada etapa es:
o sea, que con una densidad de 0,75 ton/m� se tiene:
Por lo tanto, cada capa de producto que va a ser introducida en el silo con un contenido de humedad inicial de 22 por ciento, no debe ser mayor de 66,7 tan de ma�z. Solamente se podr� a�adir otra capa cuando el frente de secado alcance la superficie de la masa de granos. El secado de la nueva capa de granos se lleva a cabo con el mismo volumen de aire, sin que se deteriore el producto.
Ejemplo 5. Si los contenidos de humedad inicial de los ejemplos 2 y 3 son 22 por ciento y 18 por ciento �cu�les ser�n las cantidades m�ximas de producto que podr�n ser introducidas en cada etapa de llenado?
Soluci�n. Para una temperatura de 25�C con humedad relativa de 67 por ciento y contenido de humedad inicial de 20 por ciento, el flujo de aire m�nimo seg�n el cuadro 5 es:
qmin = 0,025 m�/s/m�
De esa manera, la cantidad m�xima del producto que podr�a ser introducida en el silo en una etapa serfa:
m = 133,3 x 0,75 = 100 t de ma�z
Para el contenido de humedad inicial de 18 por ciento, el flujo m�nimo de aire seg�n el cuadro 5 es:
qmin = 0,0125 m�/s/m�
As�, la cantidad m�xima de producto que podr�a ser introducida en el silo ser�a:
m = 267 x 075 = 200 t de ma�z, para el llenado en una sola etapa.
A trav�s de estos ejemplos se puede observar que para silos de mayor capacidad, el secado a bajas temperaturas es interesante solamente si el llenado se realiza por capas. En el caso de proyectar un silo secador para secar y almacenar varios productos, el ventilador tiene que calcularse tomando en consideraci�n el producto que opone m�s resistencia al paso del aire y con m�s requerimientos para el secado oportuno.
Ejemplo 6. Calcular un silo para el secado de soja y trigo a bajas temperaturas, con capacidad para 177 tan (277 m�) suponiendo que en vista del lugar donde se va a instalar el equipo y al contenido de humedad inicial, el flujo de aire m�nimo necesario es de 0,05 m�/s/m� y que el llenado del silo se realizar� por capas.
Soluci�n. En el cuadro 12 las dimensiones de un silo que m�s se aproximan a la relaci�n de 5 es a 3 son:
Suponiendo un flujo de aire de 0,0125 m�/s/m� para el llenado por capas, el ventilador tendr� que proveer la siguiente cantidad de aire:
Q = 0,0125 x 227 = 2,83 m�/s
Seg�n los cuadros 9 y 10, las presiones est�ticas que el ventilador tiene que vencer son:
Para la soja : Pe = 0,40 KPa
Para el trigo: Pe = 1,64 KPa
Ya que el trigo es el producto que ofrece mayor resistencia al flujo del aire, el ventilador tiene que ser calculado de acuerdo con sus caracter�sticas. Suponiendo un coeficiente de seguridad de 1,25 para el flujo de aire, la especificaci�n del ventilador ser� la siguiente:
Q = 3,54 m�/s
Pe = 1,64 KPa
La potencia aproximada del motor el�ctrico, suponiendo una eficiencia del sistema de 50 por ciento, es:
La cantidad m�xima de producto que puede ser puesta en el silo en cada etapa para un flujo de aire nominal de 2,83 m�/s y un flujo de aire m�nimo de 5,00 m�/s/m�, es:
m = 56,7 x 0,75 = 42,5 t de ma�z
En todos estos ejemplos se consider� que los ventiladores estaban conectados directamente al "plenum" de los silos y que la p�rdida de carga debida al paso de aire por la l�mina perforada y el sistema de distribuci�n de aire era insignificante.
Como en el sistema se introducen elementos que ocasionan p�rdidas significativas de la carga del ventilador, se debe incluir esa p�rdida de carga en el valor de la presi�n est�tica.