Gli essiccatoi a colonna

Tra le soluzioni costruttive adottate per gli essiccatoi a colonna vanno annoverati i seguenti tipi di impianti:

a) essiccatoio a colonna semplice, nel quale il cereale scende per sola gravità senza essere soggetto a deviazione nel suo flusso. È costituito da tre sezioni: una centrale per l’aria calda insufflata dalla base e due laterali, a pareti piane forate verticali e parallele, contenenti il prodotto da essiccare in strati di circa 60 cm, quest’ultimo viene attraversato dalla corrente d’aria calda che esce quindi umida dalle pareti esterne della colonna. Il cereale scende lentamente per gravità con velocità regolabile e una volta giunto alla base della colonna viene convogliato tramite elevatore, che lo invia nuovamente alla sommità della colonna per riprendere il ciclo. Quando infine raggiunge l’umidità di conservazione viene definitivamente scaricato e inviato al magazzino.

Tale soluzione inquadra l’essiccatoio nei tipi discontinui, a grana continua, con flusso a gravità. L’impianto, assai semplice, presenta però alcune carenze soprattutto in relazione alla qualità dell’essiccazione, con bruciature consistenti sulla granella che scorre lungo la parete di entrata dell’aria calda;

b) essiccatoi a zig-zag, così denominati per il particolare movimento a zig-zag che assume la granella nella fase di discesa lungo la colonna, tale movimento determina un continuo rimescolamento del prodotto e rende più uniforme l’evaporazione dell’acqua della massa.

Il numero di celle è in genere di 4 ma varia in funzione della produttività giornaliera del contenitore e l’essiccazione si completa in una sola discesa. L’essiccatoio a zig-zag viene inquadrato quindi nei tipi continui, a grana continua, con flusso a gravità.

c) essiccatoi a losanga (o a nido d’ape), nei quali la granella assume un movimento anche in questo caso a zig-zag, ma passando attraverso una serie sfalsata di canali orizzontali entro i quali viene insufflata l’aria calda.

Figura 17: Schema della distribuzione dell'aria in una colonna "a losanga". L’aria calda entra da un lato della colonna (destro) per uscire dal lato opposto; dato però che il canale è chiuso su tale estremità

(sinistra) essa è costretta a uscire attraverso i fori della canalizzazione per entrare nel sovrastante/sottostante canale che presenta invece l’apertura sul lato di sinistra. Con il suddetto passaggio l’aria attraversa la massa di cereale asportando parte della sua umidità in eccesso. È pure visibile nella zona inferiore il sistema di estrazione del prodotto con spostamento delle chiusure dei diversi punti di scarico tramite asta mossa da un opportuno eccentrico comandato da un dispositivo

automatico

Tali impianti, che sono fra i più diffusi nel campo delle medie e specialmente alte potenzialità, sono di solito provvisti di recupero nella forma più spinta e quindi si presentano completamente chiusi all’esterno da pareti metalliche in modo da assicurare un ambiente privo di polvere. In taluni casi poi, la graduazione dell’essiccazione, anziché a livelli diversi di temperatura, può avvenire parzializzando in modo crescente la portata d’aria calda con l’abbassarsi della posizione del canale. Come pure può essere prevista una zona di preessiccazione utilizzando allo scopo l’aria di recupero della cella più bassa.

d) contenitori cilindrici, nome che deriva dalla forma della colonna, realizzata con pareti di lamiera forata. Il prodotto si trova nella zona anulare periferica

(spessore dello strato sui 50 cm) e viene attraversato radialmente dal flusso termico che proviene da un condotto cilindrico centrale. Il prelevamento del prodotto avviene a mezzo coclea orizzontale, che lo invia all’elevatore, il quale può essere esterno al contenitore oppure assiale all’interno della canalizzazione dell’aria calda.

Il funzionamento è con ricircolo del cereale, quindi discontinuo, a grana continua e a gravità. Sono generalmente impianti di medio-bassa potenzialità e molto spesso mobili su carrello a ruote gommate trainato da trattrice.

Per gli essiccatoi a colonna si deve ricordare infine la possibilità dell’installazione di tipo modulare, ovvero alla disposizione in parallelo di più unità analoghe anziché alla costruzione di un unico contenitore simile ma di dimensioni maggiorate per aumentare a capacità produttiva dell’impianto.

In alcune versioni poi uno stesso essiccatoio a colonna può funzionare in modi diversi: a ciclo continuo, a ricircolo (nel qual caso se è previsto il raffreddamento, esso viene attivato nell’ultima discesa mentre, in mancanza dello specifico ventilatore, l’abbassamento della temperatura della granella viene ottenuto dallo stesso gruppo soffiante dell’aria calda dopo aver spento il bruciatore), e anche statico.

5.2.2.1.1. Il recupero d’aria

Negli essiccatoi con spostamento verticale della granella generalmente si hanno in successione, dall’alto verso il basso della colonna, la zona di caricamento della granella, la zona di preessiccazione, la zona di essiccazione, la zona di omogeneizzazione e la zona di raffreddamento con aria ambiente, insufflata da ventilatore indipendente. Il raffreddamento finale viene imposto per impedire una rapida e sensibile perdita di peso per effetto dell’anidride carbonica che si libererebbe a quella temperatura, oltre che per evitare la condensazione di acqua che si avrebbe nei punti più freddi dei sili (pareti e sommità) con innesco di conseguenti fenomeni fermentativi.

In alcuni impianti le diverse zone possono trovarsi non nella stessa colonna, ma in colonne contigue; in questo caso il prodotto viene convogliato da una colonna all’altra tramite trasportatori a tazze o coclee.

A seconda che l’aria calda a contatto con la granella venga direttamente espulsa o recuperata, abbiamo essiccatoi “senza recupero d’aria” ed essiccatoi “con recupero d’aria”. Questi ultimi sono impianti tesi al raggiungimento di elevati rendimenti termici sfruttando al massimo il potere evaporante dell’aria calda nonché il recupero del calore assorbito dall’aria di raffreddamento. L’aria che fuoriesce dalla zona di

omogeneizzazione non completamente satura (alla temperatura di 40-45 °C e all’umidità del 50-55%) viene recuperata ed introdotta nella zona di preessiccazione da dove fuoriesce completamente satura. Viene inoltre recuperato il calore assorbito dall’aria nella zona di raffreddamento.

L’aria in uscita dalla zona di alta temperatura, essendosi praticamente saturata, viene evacuata dalla colonna mentre le altre vengono recuperate (in modi diversi a seconda delle soluzioni adottate dalle case costruttrici) miscelandosi con l’aria ambiente all’interno del forno: in tali impianti a recupero cioè, il riscaldamento non afferisce esclusivamente all’aria esterna ma anche a una parte di aria precedentemente riscaldata che dispone di un contenuto termico che non deve essere disperso. Con tale procedimento si realizza, oltre a un consistente risparmio termico, una graduale e uniforme essiccazione della cariosside e un miglioramento notevole della qualità del prodotto essiccato. Si potrebbero inoltre accettare, senza pericoli di alterazioni organolettiche, temperature dell’aria calda anche di 100-110 °C, dato che la granella viene a contatto con le temperature più elevate progressivamente, man mano che procede nella fase di essiccazione.

5.2.2.1.2. Parametri funzionali

La velocità di essiccazione, cioè del flusso del prodotto all’interno delle colonne di essiccazione, viene determinata da un sistema di controllo a regolazione automatica dei dispositivi di scarico della cella, che possono essere a coclea, a saracinesca a moto alternativo oppure a tramoggia con scarico intermittente.

La funzionalità degli essiccatoi continui dipende soprattutto dai volumi specifici d’aria utilizzati, parametro questo che condiziona sia la durata dell’essiccazione, sia il rendimento termico dell’impianto: con volumi specifici di ventilazione variabili da 2.000 a 4.000 m³/h per m³ di granella si ha una essiccazione lenta (8-10 ore) con buoni rendimenti termici; con volumi specifici di ventilazione variabili da 4.000 a 6.000 m³/h per m³ di granella il tempo di essiccazione diminuisce sensibilmente (3-8 ore) con un rendimento termico abbastanza accettabile; oltre 6.000 m³/h per m³ di granella l’essiccazione diventa rapida (2 ore circa), ma i rendimenti termici risultano molto bassi, a causa delle perdite riconducibili essenzialmente all’insaturazione dell’aria in uscita dall’impianto.

Assai indicativi, a conferma di quanto sopra, sono i risultati delle prove effettuate presso l’Istituto di meccanica agraria dell’Università di Padova su due impianti di essiccazione, uno con corpo essiccante a losanga e a recupero d’aria ed uno a colonna semplice. Su questi impianti si è operato con una temperatura di essiccazione di 80 °C, in condizioni ambientali normali (tempera tura media dell’aria 18 °C, umidità

relativa media 85%) e su mais con il 28% di umidità. I risultati, riportati nella tabella di figura 18 mettono chiaramente in evidenza i migliori rendimenti termici ottenibili con l’essiccatoio a recupero d’aria ed inoltre permettono di individuare nel volume specifico di 5.000 m³/h per m³ di granella le migliori prestazioni in relazione sia alla capacità di essiccazione che al rendimento termico.

Figura 18: Rendimenti termici di essiccatoi con e senza recupero dell'aria (sintesi dei risultati di alcune prove effettuate dall'Istituto di meccanica agraria dell'Università di Padova)