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Raffreddamento = la teoria

Ci sono tre tipi di raffreddatori usati nell'industria mangimistica oggi. Il raffreddatore orizzontale, il raffreddatore verticale e il raffreddatore controcorrente. Ci sono dei vantaggi di base per ogni tipo di raffreddatore ma dovrebbe essere ricordato che la stessa teoria si applica su entrambi.



1. Come sono raffreddati i pellet

Il raffreddatore opera due funzioni sul pellet. Come esso entra nell'area di lavoro, sia l'umidità che il calore sono rimossi allo stesso tempo e in un ordine ben definito. La mancanza di umidità o di calore condizionerà il rendimento del raffreddatore. I parametri di base esistenti nel processo esistono anche nel raffreddatore, perciò, se noi abbassiamo la temperatura del pellet di 20' F (11' C), possiamo aspettarci una riduzione di umidità dell'1%. Il raffreddatore é capace di eliminare la maggior parte del calore e dell'umidità aggiunti dal processo di condizionamento e dal calore aggiunto dal motore principale.

Passo, passo ecco cosa succede:

a) il vapore nella farina condensa nella camera di condizionamento provocando l'aumento del livello di umidità della farina tra il 3 e il 5%. Condensandosi il vapore, una grande quantità di calore é guadagnato. La farina è poi pellettata e molto calore è aggiunto mediante lavoro meccanico. Questi cubetti sono poi scaricati ad una temperatura a volte tra i 140 e i 200' F (tra i 60 e i 94' C). A questo punto, il pellet richiede di essere raffreddato ed essicato per ottenere un prodotto durevole.

b) Quando lascia la cubettatrice, il pellet ha una struttura relativamente fibrosa che permette all'umidità di migrare per effetto della capillarita (by capillary action). Questo è lo stesso meccanismo presente quando l'umidità è pulita con un tovagliolo di carta oppure l'inchiostro con una carta assorbente.

c) Il raffreddatore è disegnato per portare aria ambiente in intimo contatto con la superficie esterna del pellets.
Questa aria, che non è saturata al 100%, presenterà (to pick up) umidità dalla superficie del cubetto dove è più possibile. L'umidità viene prelevata per un processo di evaporazione (by the process of evaportion). Questo processo di evaporazione causa raffreddamento.

d) Il calore prelevato dall'aria incrementa la temperatura dell'aria che incrementa la sua capacità di raccogliere acqua. Viceversa, questo calore è richiesto per evitare la condensazione nel sistema pneumatico (air system) dovuto al maggior contenuto di umidità. Per esempio, se l'aria nel raffreddatore era di 70' F (20' C) con un' umidità relativa dell'85% e questa aria si fosse riscaldata passando attraverso un letto di cubetti fino a 120' F (48' C), la sua capacità di portare umidità sarebbe 5 volte più alta che allo stato originale. Comunque, se c'è stato un prelievo di umidità nel raffreddatore, c'è, anche, un delicato equilibrio calore-umidità.

e) Il cubetto è lasciato in una condizione di non equilibrio quando la superficie umida è lambita dall'aria raffreddante. C'è una maggiore concentrazione di umidità nel centro del pellet che nella superficie. A causa di questa condizione di squilibrio, il pellet si comporta come un stuppino (wick), causando la migrazione dell'umidità lungo la superficie del pellet assieme al calore. Questa umidità é poi disponibile per essere prelevata con l'aria raffreddante.

f) Questo processo continua fino a che la maggior parte dell'umidita aggiunta nello stadio di condizionamento è rimossa con il calore. L'umidità rimasta nel pellet è usualmente eguale o leggermente più alta della umidità di legame degli ingredienti così come essi vengono introdotti nella camera di condizionamento. Questa umidità di legame non può essere rimossa in un'aria raffreddante in normali condizioni. L'eccezione si ha quando grandi volumi d'aria estremamente secca entrano nel raffreddatore e causano una diminuzione di umidità o restringimento "shrink". Speciali condizioni ambientali devono esistere perché il restringimento sia un problema.

Viceversa ci possono essere delle volte in cui l'acqua è stata addizionata alla miscela prima della camera di condizionamento e non è disponibile abbastanza calore per estrarre l'umidità. Sotto queste condizioni, avrete un alto contenuto di umidità del pellet.

g) Nel processo di raffreddamento, perciò, il cubetto sarà sempre scaricato a temperatura più alta (da 5 a 8' C) della temperatura di entrata del raffreddatore. Questo significa che se l'aria entra nel raffreddatore a 60' F (15'C) il cubetto sarà scaricato tra i 70' F (20'C) e i 75' F (24'C).

2. Temperatura di cubettatura

E' ben noto il fatto che più caldo un cubetto entra nel raffreddatore e più alto è il processo di essicazione.
L'alta temperatura permette tre cose:

a) i cubetti riscaldano l'aria dandole maggior capacità di prelevare umidità come spiegato precedentemente.
b) Il calore nel cubetto fornisce l'energia per far muovere l'umiditè più rapidamente dal centro alla superficie quando può essere rimossa.
c) L'umidità lascia la superficie calda piu rapidamente che una superficie fredda perché la temperatura dell'umidità in se stessa é piu alta.