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Title:
IMPROVED DEHYDRATION SYSTEM COMPRISING A REVOLVING SCREEN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/073874
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an improved dehydration system comprising a revolving screen, of the type which is used for the dehydration or drying of numerous types of agricultural products. The inventive system is characterised in that it employs: an improved revolving screen (4) comprising a sluice-free decantation unit (16), a mixed hot air generator (6) with two heating stages (8 and 12), and a double ventilating system (11 and 21) in order to improve the circulation of hot air inside the revolving screen (4). The invention affords the advantages of enabling the optimum drying of agricultural products with long fibres, while maintaining a high protein content and providing a significant reduction in the fuel consumption cost, given that low-cost solid fuels originating from agricultural residues can be partially used.

Inventors:
AYERBE PEJON JUAN JOSE (ES)
AYERBE PEJON RAFAEL (ES)
Application Number:
PCT/ES2003/000091
Publication Date:
September 12, 2003
Filing Date:
February 26, 2003
Export Citation:
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Assignee:
AGRO PIRINEOS AYERBE S L (ES)
AYERBE PEJON JUAN JOSE (ES)
AYERBE PEJON RAFAEL (ES)
International Classes:
A23B7/02; A23B9/08; A23N12/08; F26B11/02; F26B23/02; (IPC1-7): A23N12/08
Foreign References:
ES2014609A61990-07-16
ES2127051A11999-04-01
ES2177359A12002-12-01
ES1033784U1996-10-16
ES1046567U2001-01-01
Attorney, Agent or Firm:
Azagra, Sáez Pilar (Pral. centro, Zaragoza, ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES
1. Sistema mejorado de deshidratación en tromel rotativo, del tipo de los utilizados para la deshidratación o secado de múltiples tipos de productos agrícolas, caracterizado por utilizar un tromel rotativo (4) perfeccionado del tipo multivolteo.
2. Sistema mejorado de deshidratación en tromel rotativo, según la anterior reivindicación, caracterizado por utilizar a la salida del tromel una caja de decantación (16) por gravedad, sin esclusa, para la separación del producto seco del aire caliente.
3. Sistema mejorado de deshidratación en tromel rotativo, según la anterior reivindicación, caracterizado por utilizar un generador mixto (6) de aire caliente, con dos etapas de calentamiento secuenciales (8) y (12).
4. Sistema mejorado de deshidratación en tromel rotativo, según la anterior reivindicación, caracterizado por ser susceptible de utilizar combustibles sólidos en la la etapa de precalentamiento (8).
5. Sistema mejorado de deshidratación en tromel rotativo, según la anterior reivindicación, caracterizado por utilizar un sistema de doble ventilador (11) y (21) para mejorar la circulación del aire caliente en el interior del tromel rotativo (4) y a lo largo de todo el sistema de deshidratación.
Description:
SISTEMA MEJORADO DE DESHIDRATACION EN TROMEL ROTATIVO La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a un sistema mejorado de deshidratación en tromel rotativo, del tipo de los utilizados para el deshidratación o secado de múltiples tipos de productos agrícolas, como alfalfa, cualquier tipo de forraje, pulpas, cereales así como residuos agrícolas y urbanos, con el fin primordialmente de facilitar la conservación de dichos productos desde su recolección o producción hasta su consumo o utilización final.

Los sistemas de deshidratación en tromel rotativo conocidos en la actualidad, básicamente utilizan un tromel o tubo rotativo de secado, al cual se le introduce por un extremo el producto agricola a deshidratar, normalmente mediante una tolva de alimentación. E1 movimiento rotativo del tromel, generalmente obtenido mediante unas ruedas motrices externas, unido a las aletas o nervaduras existentes en su interior, propician que el producto se vaya volteando a la vez que avanza longitudinalmente por el tromel. Por el mismo extremo del tromel por el que se introduce el producto, también se introduce aire caliente, proveniente de un quemador de algún tipo de combustible gaseoso (como gas natural, propano o similares) o liquido (como por ejemplo gasóleo). Este aire se introduce y circula por el tromel por aspiración desde un potente ventilador situado a la salida del recorrido del aire. La circulación conjunta del producto con el aire caliente junto con el volteo producido a lo largo del recorrido del tromel, unido asimismo a su estructura laberíntica interna

que retarda el paso del producto por el interior, todo lo cual origina su deshidratación, pasando la humedad existente en el producto al aire caliente. A la salida del tromel, la mayor parte del producto, especialmente las fibras de tamaño medio y grande, es frenado por una esclusa, para separarlo de la corriente de aire, desde donde pasa a continuación mediante unas tuberas o sinfines al depósito de salida. Opcionalmente el producto puede pasarse a través de algún sistema de enfriamiento para reducir su temperatura. El aire caliente es aspirado a través del tromel con parte del producto en suspensión, mayormente fibras pequeñas y muy pequeñas, por lo que se debe pasar por un ciclón o laberinto de decantación, con una esclusa de gran diámetro, en donde este producto se separa del aire para su incorporación al proceso posterior.

Por último el ventilador situado a la salida, y que es el que se encarga de la aspiración de todo el proceso de circulación, procede a expulsar a la atmósfera, normalmente a través de una chimenea de evacuación, todo el aire de secado que se ha utilizado en el proceso.

Este tipo de sistema de deshidratación en tromel rotativo ha venido desempeñando correctamente su funcion con productos agrícolas de fibra corta, o bien cuando la fibra del producto se trocea en partes más pequeñas para poder procesarla convenientemente en este tipo de sistemas de deshidratación existentes en la actualidad. Pero el sector ganadero, principal consumidor de este tipo de productos agrícolas deshidratados, como alfalfa y similares, exige en la actualidad un producto de mayor calidad, con una fibra verde entera y larga, con un deshidratado lo más eficaz y rápido posible para que el

contenido en proteins de dicha fibra sea el más alto posible.

Al intentar realizar un proceso de este tipo en las instalaciones convencionales se empiezan a mostrar los distintos problemas e inconvenientes existentes.

E1 principal problema que este tipo de sistemas de deshidratación en tromel rotativo presentan es debido a la propia estructura del tromel rotativo, ya que los tipos mas habituales, como son los de simple paso, los de doble paso y los de triple paso, se muestran muy problemáticos a la hora de deshidratar productos agrícolas de fibra verde y larga. Los de tipo mas sencillo, como son los de simple paso, debido a simple estructura volteadora presentan el gran inconveniente de que no llegan a producir una deshidratación efectiva en el producto, ya que este lo atraviesa demasiado rápido. Los tromeles de estructura un poco mas evolucionada, tales como los de doble paso y los de triple paso mejoran el proceso de deshidratación produciendo unos laberintos internos mediante las nervaduras y paletas interiores, que hacen que el producto tarde más tiempo en recorrer el tromel y por tanto su secado es mejor, pero al intentar procesar productos de fibra larga presentan el grave problema de que debido al mayor tamaño de la fibra se producen frecuentes atascos en el recorrido del producto, con peligro de incendio debido a las altas temperaturas que se producen por el aire caliente y el taponamiento del tromel. Ello obliga frecuentemente a detener el funcionamiento del tromel para su desatasco por parte del personal al cargo, con el consiguiente enlentecimiento del proceso y su subsecuente encarecimiento en mano de obra.

Otro importante inconveniente que aparece es que a la salida del tromel el producto debe pasar por una esclusa de separación, tal y como se ha explicado anteriormente, que es otro punto frecuente de atascos y problemas de mantenimiento. Asimismo originan bastantes inconvenientes las tuberías o sinfines de extracción del producto en caliente.

Asimismo, la necesidad de un alto grado de deshidratación en la fibra obliga a que el aire caliente utilizado en el proceso esté a una temperatura muy elevada, del orden de unos 700°C. Para ello se deben utilizar unos quemadores de alto rendimiento de algún tipo de combustible gaseoso o liquido, que presentan el gran problema del tremendo consumo energético que necesitan para conseguir el calentamiento del aire, desde la temperatura ambiente hasta la temperatura deseada. Este elevado consumo de energía origina un gran coste económico en el proceso de deshidratado, que encarece en gran manera el producto tratado, además del inconveniente añadido de los altos niveles de contaminación atmosférica que pueden llegar a generar este tipo de generadores de aire caliente. Ello obliga en muchos casos a la instalación de complejos sistemas de filtrado en la chimeneas de evacuación de gases, con el consiguiente incremento en el coste económico de la instalación.

Otro inconveniente añadido es que la corriente de aire caliente debe de impulsarse por aspiración desde la salida del tromel. Ello origina a unas elevadas pérdidas de presión debido al largo recorrido del aire a lo largo del

tromel, lo cual obliga a la instalación de uno ventilador de gran potencia para compensar estas pérdidas en el flujo de aire caliente, además de para mover el aire con la suficiente energía para evitar los atascos debidos a la longitud de la fibra.

Para solventar esta problemática existente en la actualidad en cuanto a este tipo de sistemas de proceso de productos agricolas, se ha ideado el sistema mejorado de deshidratación en tromel rotativo objeto de la presente invención, que consta de una serie de innovaciones fundamentales que unidas todas ellas permiten solventar todos los problemas e inconvenientes existentes en los sistemas actuales para el tratamiento de productos con fibra larga, a la vez que se mejora enormemente el rendimiento energético del conjunto, con el consiguiente ahorro económico.

La primera innovación introducida consiste en un tromel de secado perfeccionado con un sistema de palas internas multivolteo que producen un mayor número de agitaciones y vueltas en el producto a tratar, de tal forma que se mejora el contacto del producto con el aire caliente, favoreciendo su deshidratación, pero sin producir atascos ni frenos en el avance del producto, consiguiento un flujo suave y contínuo del producto independientemente de la longitud de la fibra. De esta forma se eliminan los problemas de atascos y averías que aparecen en los sistemas convencionales al deshidratar productos de fibra larga, con la consiguiente mejora en el proceso y la disminución de los costes económicos asociados a su mantenimiento y averías.

Otra importante innovación introducida es la incorporación de una caja de decantación a la salida del tromel, que sustituye a la esclusa de separación existente a la salida del tromel en los sistemas convencionales, y en la que el producto cae por gravedad sobre el transportador de salida, separándose así del aire caliente sin ningún tipo de mecanismo que pueda limitar el tamaño del producto tratado. De esta forma se elimina otra fuente constante de averías y atascos, consiguiendo que se pueda separar fácilmente los productos de fibra larga.

Una gran mejora sobre los procesos convencionales la constituye la incorporación de un generador mixto de aire caliente formado básicamente por una etapa de precalentamiento del aire, basada en la combustión de combustibles sólidos (biomasas o similares), seguida de un ventilador impulsor del aire, para pasar a continuación a una segunda etapa de calentamiento a alta temperatura basada en un quemador de combustibles gaseosos (gas natural, propano, etc,) o líquidos (gasóleo,...), o bien utilizando energía eléctrica para el calentamiento del aire, bien mediante resistencias eléctricas o bien mediante intercambiadores de calor. La primera etapa realiza el precalentamiento del aire, elevando su temperatura hasta unos 350°C. Para ello se utiliza un horno de combustibles sólidos, en el que se queman biomasas (residuos vegetales agrícolas, tales como cáscara de almendras, etc...) u otros combustibles sólidos de bajo coste. E1 aire calentado a 350°C es entonces impulsado por un ventilador hasta el interior de la segunda etapa, en la que, mediante quemadores, o incluso resistencias eléctricas o intercambiadores de calor, se eleva su temperatura hasta

los más de 700°C deseados para una correcta deshidratación del producto a tratar en el tromel.

Este tipo de generador mixto de aire caliente presenta la importante ventaja es que al incorporar una etapa de precalentamiento basada en un horno de combustibles sólidos permite la utilización de combustibles de muy bajo coste, tales como biomasas y otros desechos agrícolas, ganaderos o industriales, en parte del proceso de calentamiento del aire, contribuyendo de una forma ecológica y económica a la eliminación de dichos residuos.

Ello permite obviamente disminuir en gran medida el coste económico de los combustibles utilizados en el proceso, ya que en la segunda etapa de calentamiento, que es la que utiliza combustibles más caros, al entrar el aire ya precalentado, no es necesario tanto consumo de combustible, ya que la diferencia de temperatura a cubrir, en este caso entre 350°C y 700°C, es mucho menor que en los generadores convencionales.

Por último destacar la mejora que supone que al disponer el sistema de dos ventiladores, uno del tipo impulsor entre las dos etapas de generación de aire caliente y otro de aspiración a la salida, se mejora el rendimiento dentro del sistema de secado, consiguiendo una velocidad mayor del flujo de aire caliente a través del tromel de deshidratación, con una consecuencia clara en un mejor y más rápido secado. Asimismo ello permite que el ventilador de aspiración situado después del tromel sea de menor potencia, con la consiguiente disminución tanto del coste de instalación como de la energía necesaria para su funcionamiento.

Para comprender mejor el objeto de la presente invención, en el plano anexo se ha representado una realización práctica preferencial de la misma. En dicho plano la figura-1-muestra una vista general en alzado de la invención que se presenta.

El proceso de secado comienza con un sistema de alimentación (1) sobre el cual se deposita el producto húmedo, elevándose mediante un transportador (2) consistente en una cinta transportadora, sinfín, o similar, hasta la boca (3) de entrada al tromel rotativo (4), pudiéndose dosificar la cantidad de producto que entra al sistema de secado mediante la variación de velocidad del transportador junto con un sistema de regulación de capa mediante un rodillo (5) homogeneizador de altura variable.

La descarga en sobre la boca (3) del tromel se realiza mediante un conducto de grandes dimensiones para no producir atascos en el producto.

Para la entrada del producto húmedo y del aire caliente proveniente del horno mixto (6) al tromel (4), se dispone de un conducto (7) debidamente aislado contra las fugas de calor que permite la entrada del aire caliente de secado al tromel, en cuya parte superior se encuentra la entrada (3) de producto húmedo.

El generador (6) de aire caliente es del tipo mixto formado por dos etapas. La primera etapa, también llamada de precalentamiento, es una cámara (8) con quemador de combustible sólido, con su sistema de alimentación de combustible (9), a base de tolva de carga y sinfín, o similar. A su salida se encuentra un decantador (10) de

cenizas y partículas, provisto de su correspondiente aislamiento térmico, y el ventilador (11) de impulsión del aire precalentado. A continuación encontramos la segunda etapa de calentmiento, formada por una cámara (12) con un quemador de alto rendimiento, preferentemente de gas del tipo"vena de aire", aunque puede ser de otro tipo de combustibles, o del tipo eléctrico de intercambiador de calor aire-aire.

El sistema de secado que proponemos es un tromel rotativo (4) perfeccionado del tipo multivolteo, de simple paso en donde se expone el producto al flujo de aire, por medio de las cortinas producidas al caer éste de las palas volteadoras. Estas palas volteadoras interiores del tromel son de tres formas muy diferenciadas, existen unas palas longitudinales planas, que producen un volteo inmediato al superar los 45°, otras palas más largas con pliegue retardan esta descarga y por lo tanto llenan un sector distinto del tromel, y por último unas palas radiales, más largas con sistema de retención que además de producir un freno al avance del producto generan las turbulencias de aire necesarias para que no se establezca un camino preferencial del aire.

E1 tromel (4) dispone de unas bandas de rodadura (13) por medio de las cuales, gira sobre varias ruedas o cojinetes, de las cuales al menos una es motriz (14), estando todo ello sobre unas bancadas (15) firmemente ancladas a la solera.

A la salida del tromel (4) disponemos de un cajón de decantación (16) del producto acoplado a la tolva de recepción (17) del transportador (18) de salida de producto

seco, en el cual se va depositando el producto que va saliendo del tromel (4).

Las partículas más ligeras que viajarán con el aire se decantarán en un ciclón (19) o separador ciclónico , que trabaja en depresión y su misión es separar del polvo y producto fino seco, el aire saturado, para esto dispone de una válvula rotativa en su parte inferior (20) y una tubería de aspiración lo conecta con el ventilador de aspiración (21).

En la válvula rotativa (20) obtenemos el producto más fino, que se puede enviar para mezclarlo junto con el producto de fibra larga, o separarlo para otro tipo de tratamiento.

El transportador (18) de salida de producto seco realiza también la función de enfriador de fibra. Una vez que la fibra seca ha caido desde el cajón de decantación (16) en el inicio de este transportador, ya en el tramo de subida se incorpora en este elemento un caudal de aire frío producido por un grupo frigorífico (23). A la salida de este transportador (18) tenemos el producto seco de fibra larga (24), que a su vez puede opcionalmente alimentar una prensa empaquetadora (22) Todo el aire producido, tanto en el proceso para el secado (25) como en el enfriamiento (26) del producto, está aspirado por un ventilador (21) colocado al final del proceso. Conectada a la salida de este ventilador está la chimenea (27) de salida de vapores al exterior.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza del presente invento, así como una forma de llevarlo a la

práctica, solo nos queda por añadir que su descripción no es limitativa, pudiéndose efectuar algunas variaciones, siempre y cuando dichas variaciones no alteren la esencialidad de las características que se reivindican a continuación.