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各種調質方法的介紹 大氣調質器 本文將制粒系統常用的典型調質器稱為“大氣調質器”(atmospheric conditioner)。如其名稱所顯示的那樣，這類調質器是在大氣壓力下工作的,并且通常就處在環境條件之下。一般來說，大氣調質器基本上是單缸的, 其上安裝了一個攪動軸。缸體尺寸隨設計的不同而異,總的來說，其直徑為15-30英寸，長度為5-15英尺。攪動軸上通常有鉆孔,以便安裝若干可調節或可更換的槳葉。 調質器的功能是為蒸汽和原料粉料的密切接觸提供條件。前一篇文章已經討論了有關蒸汽的質量以及如何管理好蒸汽系統的問題,此處不再對此作進一步的討論。然而，對于蒸汽與原料粉料之間如何相互作用的問題有所理解，對于理解和管理制粒系統的問題是極為重要的。 蒸汽調質：在制粒加工過程中應用蒸汽，主要是因為蒸汽具有通過冷凝而攜帶和傳送熱量的獨特能力。如果僅僅為了添加水分，那么采用一根澆花用的水管接上水龍頭就比應用蒸汽更為經濟;同樣，如果僅僅為了獲取熱量，那么采用直接燃氣爐就比采用鍋爐更為價廉。然而，我們在調質過程中需要的大量的熱和水分，目標是一個非常的精細的場所──原料粉料中每一個粒子的表面。因而，蒸汽是唯一能擔此重任的實用方法。 使相對較涼的粉料粒子與蒸汽密切接觸，蒸汽中的熱量就會傳遞給粉料粒子，使這些粒子的溫度升高。蒸汽每傳遞970英熱單位(BTU)的熱量給粉料粒子，就會有1磅水凝結于粉料粒子的表面。這一現象就象潮濕空氣中的水蒸汽凝結于冰冷的飲料罐上的現象。如果讀者能夠充分理解這一概念，那么他對大氣調質過程的充分理解也就唾手可得了。這是調質過程中發生的最基本的過程。 原料粉料粒子表面一旦發生了液體冷凝，熱量和水分就都開始進入粒子內部，因為粒子表面和內部之間存在溫度差和濕度差。理解了這一點，就可以理解“陳化擴散原理”(age-old principle of diffusion)，按照這一原理,物質(這里就是熱量和水分)會從濃度高的區域移向濃度低的區域。 蒸汽冷凝時釋放出的熱量就為驅動這一移動提供了能量。 谷物、蛋白質餅粕和其它常用原料,通常都具有良好的絕熱特性(熱傳導系數很低), 所以熱量和水分在其中的移動都比較緩慢。這樣就發生了大氣調質最佳化的問題，這主要牽涉到原料粉粒子的大小和原料的滯留時間這兩個問題。 原料粉的粒子大小：如果以上所述熱量和水分的移動都很緩慢的看法是確實的，那么順理成章的就是，粒子愈小，則在一定時間以內熱量和水分就能愈徹底地穿入到粒子的核心部位。相反，粒子若比較大，那么熱量和水分就不能充分穿入具有比較堅硬和干燥的核心的粒子內部，這樣的粒子就不會有足夠的彈性以形成良好的顆粒料。 眾所周知，粉料粒子的總表面積會隨粒子大小的減小而增大。這一概念是極為重要的，因為蒸汽就是冷凝在這一表面上的，并且由此可見，總表面積愈大，則相對于每單位粉料重量的冷凝水量也就愈大。 顆粒料的質量常因原料磨得較細而得到提高，主要的原因就在于細磨粉的粒子較小(熱量和水分向粒子內部移動得較快)，而粒子的總表面積較大( 蒸汽冷凝的水較多)。若要使大氣調質達到最佳，那么我們就應該盡量將原料磨細。 滯留時間：如前所述，我們所用的大多數原料都有著很高的絕熱值，因此熱量和水分都要經過一定的時間才會穿入到每一個粒子的核心。所能利用的時間僅限于一個粒子穿過調質室所用的時間，這一時間就被稱為“滯留時間”。 滯留時間的測定并不容易，也不容易測定得精確，因而，滯留時間實際上代表的是所有粒子在調質室內的平均滯留時間。可以關上進料斗同時啟動秒表從而粗略地測定滯留時間。制粒內的物料量開始減少時立即觀察秒表讀數。采用這種方法，就可對物料在調質室內的滯留時間得到一定的印象。其它測定法包括，向料斗頸注入染料,然后每2秒鐘一次由調質室內采集樣品。可以見到，隨著時間的推移，樣品內的色澤深度先是加深，然后減弱。將見到最深顏色時的時間作為平均滯留時間。采用鐵粒子追蹤劑也可得到類似的結果。 測定滯留時間的目的在于，若要獲得最佳的調質效果，滯留時間也必須最佳才行，因而我們就必須知道從何處著手來解決這一問題。 |
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