各種調(diào)質(zhì)方法的介紹 大氣調(diào)質(zhì)器 本文將制粒系統(tǒng)常用的典型調(diào)質(zhì)器稱為“大氣調(diào)質(zhì)器”(atmospheric conditioner)。如其名稱所顯示的那樣,這類調(diào)質(zhì)器是在大氣壓力下工作的,并且通常就處在環(huán)境條件之下。一般來說,大氣調(diào)質(zhì)器基本上是單缸的, 其上安裝了一個攪動軸。缸體尺寸隨設(shè)計(jì)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(diào)節(jié)或可更換的槳葉。 調(diào)質(zhì)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(jīng)討論了有關(guān)蒸汽的質(zhì)量以及如何管理好蒸汽系統(tǒng)的問題,此處不再對此作進(jìn)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(tǒng)的問題是極為重要的。 蒸汽調(diào)質(zhì):在制粒加工過程中應(yīng)用蒸汽,主要是因?yàn)檎羝哂型ㄟ^冷凝而攜帶和傳送熱量的獨(dú)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(yīng)用蒸汽更為經(jīng)濟(jì);同樣,如果僅僅為了獲取熱量,那么采用直接燃?xì)鉅t就比采用鍋爐更為價廉。然而,我們在調(diào)質(zhì)過程中需要的大量的熱和水分,目標(biāo)是一個非常的精細(xì)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(dān)此重任的實(shí)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(jié)于粉料粒子的表面。這一現(xiàn)象就象潮濕空氣中的水蒸汽凝結(jié)于冰冷的飲料罐上的現(xiàn)象。如果讀者能夠充分理解這一概念,那么他對大氣調(diào)質(zhì)過程的充分理解也就唾手可得了。這是調(diào)質(zhì)過程中發(fā)生的最基本的過程。 原料粉料粒子表面一旦發(fā)生了液體冷凝,熱量和水分就都開始進(jìn)入粒子內(nèi)部,因?yàn)榱W颖砻婧蛢?nèi)部之間存在溫度差和濕度差。理解了這一點(diǎn),就可以理解“陳化擴(kuò)散原理”(age-old principle of diffusion),按照這一原理,物質(zhì)(這里就是熱量和水分)會從濃度高的區(qū)域移向濃度低的區(qū)域。 蒸汽冷凝時釋放出的熱量就為驅(qū)動這一移動提供了能量。 谷物、蛋白質(zhì)餅粕和其它常用原料,通常都具有良好的絕熱特性(熱傳導(dǎo)系數(shù)很低), 所以熱量和水分在其中的移動都比較緩慢。這樣就發(fā)生了大氣調(diào)質(zhì)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(shí)的,那么順理成章的就是,粒子愈小,則在一定時間以內(nèi)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(jiān)硬和干燥的核心的粒子內(nèi)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?yàn)檎羝褪抢淠谶@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(zhì)量常因原料磨得較細(xì)而得到提高,主要的原因就在于細(xì)磨粉的粒子較小(熱量和水分向粒子內(nèi)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(diào)質(zhì)達(dá)到最佳,那么我們就應(yīng)該盡量將原料磨細(xì)。 滯留時間:如前所述,我們所用的大多數(shù)原料都有著很高的絕熱值,因此熱量和水分都要經(jīng)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(diào)質(zhì)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(shí)際上代表的是所有粒子在調(diào)質(zhì)室內(nèi)的平均滯留時間??梢躁P(guān)上進(jìn)料斗同時啟動秒表從而粗略地測定滯留時間。制粒內(nèi)的物料量開始減少時立即觀察秒表讀數(shù)。采用這種方法,就可對物料在調(diào)質(zhì)室內(nèi)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(diào)質(zhì)室內(nèi)采集樣品??梢砸姷?,隨著時間的推移,樣品內(nèi)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(jié)果。 測定滯留時間的目的在于,若要獲得最佳的調(diào)質(zhì)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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