過熱水蒸気渦流混合システム− Super Steam Swirl Mixing System
はじめに
「過熱水蒸気」とは100℃で蒸発した飽和水蒸気を常圧のまま更に高温度に加熱した無色透明の熱放射性H2Oガスのことで、高温でドライ（300℃で100℃の飽和水蒸気の約1.5倍の体積）、そしてほとんど酸素を含まないからこれらの熱を直接伝えることができ、輻射伝熱、対流伝熱、水蒸気が物体に付着したときに起こる凝縮熱を含めると熱風空気の約8倍の熱量がある複合伝熱です。
その過熱水蒸気と粉粒体を精密に渦流混合することにより、短時間で加温・加湿を行い、化学変性、化学分解、造粒、混練、殺菌、乾燥等を行うシステムです。
システムの概要
シェル構造の缶体に、水平回転するアジテーター羽根と缶体側壁に垂直回転するチョッパー羽根を有する攪拌造粒機に粉粒体を投入し渦流状態に転動した中に過熱水蒸気を噴射します。
当システムは常圧下で行うのと圧力下（約0.2Mpa）で行う2つの工程・仕様があります。
シスムの構成
本機は攪拌造粒機本体と過熱水蒸気発生装置、ジャケット加温装置で構成されます。
概略フローを図－1（下図）に示します 。
- 缶 体（上部シェル構造）
- 渦流羽根（3枚羽根）
- 整粒羽根（直羽根）
- 排気筒（渦流遠心力を利用した粉体と過熱水蒸気の分離）
- 過熱水蒸気噴霧口
- 過熱水蒸気発生装置（高周波誘電過熱）
- 缶体加温ジャケット
- ジャケット加温温調機（オイル加温式）
- 排出口
- 制御盤
システムの型式、容量
| 型式 | MGS | MG | MS | MD |
|---|---|---|---|---|
| 仕様 | 渦流羽根 | 渦流羽根 | 渦流羽根 | 渦流羽根 |
| 整粒羽根 | 整粒羽根 | − | − | |
| 圧力釜 | − | 圧力釜 | − |
※各機12型～1000型
過熱水蒸気渦流混合による加温・加湿の品温・水分変化
過熱水蒸気が粉粒体と接触すると凝縮-復元-乾燥の工程をたどります。
下記表（表-1、表-2）は被加熱物の昇温・水分変化を表しています。
表-1：常圧加温テスト例（過熱水蒸気300℃、蒸気量20kg/h、加熱検体水分5％）
表-2：加圧加温テスト例（過熱水蒸気300℃、蒸気量20kg/h、缶内圧力0.2Mpa加熱検体水分5％）
上記過熱水蒸気の特性を利用した当システムの応用例
造粒
短時間で加温、加湿を行い 微小な過熱水蒸気粒子の凝縮を利用して造粒します。
又、湿熱で溶融する物質ならば自らがバインダーとなり造粒します。
化学変性・分解
- アルファー化
- タンパク変性
- 加水分解
- 酵素の失活
殺菌
低酸素でドライ、高熱量の過熱水蒸気で短時間殺菌を行います。
乾燥
被乾燥物は短時間で100℃に達し、乾燥温度が170℃以上になると湿度が高いほど定率乾燥区間における乾燥速度が大きくなり、短時間で乾燥します。
焙煎
低酸素雰囲気下で蒸し、焙煎を連続して行えます、しかも酸化が少なく煙が出ません。