关于调质工艺的几个关键点

关于调质工艺的几个关键点（续完）8 蒸汽调质：停留时间、混合均匀度和颗粒大小要了解调质，首先就要了解热和能量在组分间的传递。在调质器中，蒸汽、水和物料三者组成的三相系统是调质器工作的媒介。蒸汽通过冷凝将能量传递到物料，提高料温。而当蒸汽冷凝到物料上面时，又会在颗粒表面形成一层由水组成的膜，这个水膜的水被吸收进入颗粒后，增加物料水分。热量传递与水分吸收速度取决于颗粒表面的水膜张力以及热量与水分传递到颗粒内核的时间。物料-水两相相连越紧密，水膜表面张力就越小。效果好的调质器，能使物料与蒸汽结合更紧密，水膜张力更小，调质速度也更快。物料是由对热量与水分具有不同内在抵抗力的原料组成。而热量和水分突破内在抵抗力传递到颗粒内核的速度遵循傅里叶定律和菲克第二定律，即通过不同原料的扩散系数，便可以应用物理学定律估算热量和水分均匀分布到物料的时间（必须停留时间）。通常原料扩散系数越高，热量和水分传递到它们的速度也越快。大部分的饲料含有高比例的玉米、高梁、小麦以及它们的副产品等原料。这些原料的主要成分之一是淀粉。在环境温度下，淀粉所拥有的热扩散效率比水高 100 倍。简言之，热在淀粉颗粒的传递速度比水被淀粉吸收的速度要快得多。通常情况下，调质可使物料升温至目标温度，但目标水分则较难以达到。这也是要强调在调质器中停留足够时间的原因——为使水分尽量渗透进物料。水分和温度作为关键因素，两者配合起作用是产生好颗粒质量的保证。水膜张力和内在阻力都将直接影响颗粒的水合速度。颗粒表面的水膜张力能够通过无因次毕奥系数（Bi）表示。当物料表面存在水膜张力时，调质器的混合效应差，毕奥系数小（<0.1）。若调质器混合效应好，主要的抗力仅为水扩散到颗粒的阻力，那么毕奥系数就会非常大（>10）。基于这个数字，对目前大部分用于制粒的调质器的混合效应进行评估，它们都将评定为中等水平，即毕奥系数大约是 1。物料粒径大小对饲料调质效果也有直接的影响。颗粒粒径越小，所拥有的比表面积越大。Bouvier（1996）表明，大颗粒（>400μm）所需要的水合时间是小颗粒（<200μm）的 2 倍。当了解了颗粒大小与水合速度及能量转换的关系后，就不难理解当水分在调质器中通过蒸汽带入时，大颗粒比小颗粒需要更多的时间到达内核。水合速度可以通过热力学定律的数学公式来定义。下面的公式能够基于颗粒半径计算颗粒充分水合所需要的时间。Fo=Dt/[（R/3）2]Fo 是傅里叶指数，D 是水...