真(zhēn)空幹燥設(shè)備種類較多,應(yīng)用領域廣泛,發(fā)展比較迅(xùn)速。本(běn)文僅就其中幾種真空幹燥設備的國內(nèi)外發展動態進行闡述,以(yǐ)求實現交流(liú)信息,找出發展真空幹燥設備需解(jiě)決的難題,提高我國真空幹燥設備水平的目的。
關鍵詞:真空幹燥;幹燥設備;冷凍(dòng)幹燥
真空幹燥有許多優點:在低壓下幹燥時(shí)氧含量低,能防止被幹燥物料氧化變質,可幹燥易燃易爆的危險品;可在低溫下使物料中的水分(fèn)汽化,易於幹燥(zào)熱敏性物料;能(néng)回收被幹燥物料中的貴重和(hé)有用的成(chéng)分;能防止被幹燥物料中有毒(dú)有(yǒu)害物質(zhì)的排放,可成為環保(bǎo)類型(xíng)的“綠色”幹燥。因此,真空幹燥設備的應用日益廣泛。
真(zhēn)空幹(gàn)燥的主要(yào)缺點是需要一套能抽水蒸汽的真空係統,使得設備投資費用高,運轉費用(yòng)高;設備生產效率低,產量(liàng)小。為克服這些缺點,不少科技工作者,做出了許多努力。同時,由於真空幹(gàn)燥有許多優點,有些產(chǎn)品不得不采用真(zhēn)空幹燥設備。因此,真空幹燥設備的發展會很有前途。
1.國(guó)內外連續式真空幹燥設備發展不平衡(héng)
為提高設備產量(liàng),保證產品質量,在十幾年前國外就開發出多種連(lián)續(xù)式真空幹燥設(shè)備。但在國內受技術水平和人們(men)認識觀念的限製,發展比較緩慢。
1)帶式連續真空幹燥設備
日本日阪製作所生產(chǎn)WL-VAQ型帶式連續真空幹燥設備,適合於液體物料,泥漿狀,糊膏狀告濃度和高粘度無聊(liáo)的幹燥(zào)。日本(běn)大川原株式生產的BV-100.5型真空(kōng)帶式連續幹燥裝置,采用(yòng)蒸汽和(hé)傳導加熱,各(gè)區段溫度可調,傳送帶張(zhāng)緊度和速度(dù)可調。瑞士的布赫–蓋(gài)德公司(sī)開發了一(yī)係列帶式連續式真空幹燥設備,帶有自動清洗裝(zhuāng)置。
從1995年開始從事帶式連(lián)續真空(kōng)幹燥設備的設(shè)計、製造、安裝和服務,技術比較成熟。
國產帶(dài)式連續真空幹(gàn)燥設備並不多見,2004年廣東省農業科(kē)學研究所研製成功了小型試驗設備,用於香蕉粉的幹燥(zào),效果很好。
2)穀物(wù)連續式真空幹燥設備(bèi)
穀物幹燥量很大,必須用連續式幹燥設備。以前世界各(gè)國都(dōu)研製了不少穀物幹燥設備,而真空(kōng)幹燥穀物多用在種子幹(gàn)燥,原因是真空幹燥成本太高。實際(jì)上這是(shì)一種誤區,據鄭州(zhōu)糧食科學研究設計院何翔高級工程師介(jiè)紹,他們研製的連續式玉米真空幹燥設備,生產能力為60t/d,固定投資略高於熱風幹燥(zào),運轉費用與熱風幹燥持平。如果考慮幹燥產品的(de)質量,幹燥過程破損率、暴腰率(lǜ)等,在低溫狀態下的真空幹燥總成本(běn)並不比熱風(fēng)幹燥高。
3)連續式真空冷凍幹燥(zào)設備
食品原料豐富,需要凍幹的(de)產品(pǐn)產量很大(dà)。因此(cǐ),連續食品凍幹設備出現的較早。丹麥ATLAS公司1985年就生(shēng)產出了CONRAD–800型連續式(shì)凍幹設備,用於凍幹咖啡生產,生產能力每天13t,圖2是該設(shè)備(bèi)的示意圖。圖3是德國(guó)生產的一種連續式凍幹機。
國產第一台連續式真空(kōng)冷凍幹燥設(shè)備於(yú)2000年由沈陽(yáng)製冷技術(shù)研究所研製成功。真空室(shì)采用矩形結構,進出料倉與幹燥倉之間設有隔離片,進出料倉內(nèi)均設有自動稱重係統,能判斷出凍(dòng)幹食(shí)品的幹燥速率,出水量和^終幹(gàn)燥程度。兩個外置式捕水器交替工作,實現連續式捕水和融冰。
國內外連續式凍幹設備的銷售量差距很大。丹(dān)麥(mài)ATLAS公司從1985年到1990年5年間就銷售了18台連續(xù)式凍幹設備,其中我國(guó)台灣購到1台,而大陸各省市至今沒有引進這(zhè)種設備,僅1台國產設備至今(jīn)還沒(méi)有(yǒu)銷售出去。
2.國(guó)內(nèi)外真空幹(gàn)燥設備的(de)品種(zhǒng)都在增加
出於不同的目的,研製出各種新型的不同的真空幹(gàn)燥設備。
1)微波真空幹燥設備節能,提高幹燥(zào)速率。
2)噴霧冷凍幹燥設備噴(pēn)霧與冷凍幹(gàn)燥相結(jié)合是由物料的性質和產品的產量決定的,物料必需是液態漿(jiāng)料,經噴霧凍結後形成微納(nà)尺度的顆粒,增加了幹燥速(sù)率,提高(gāo)產品的產量。
3)真空汽相幹燥設備(bèi)是專門(mén)用於大型(xíng)油浸式變壓器以及其它類似電器設備(bèi)幹燥的(de)裝置。瑞士在20世紀70年代開發出這種產品。我國於20世紀80年代引進了這種設(shè)備,90年代之(zhī)後已經基本上完成了引進消化,現(xiàn)在可以成套生產。
4)小型實(shí)驗用凍幹設備為適應學校和(hé)科研單位的需要,國內外相繼開(kāi)發幾(jǐ)種不同功能的小型實驗用凍幹設備(bèi)。圖4~7是德國Martinchrist公司生產的幾(jǐ)種小型實驗用凍幹機,其體積小,重量輕,功能多(duō)。基本上能滿足各種物料的(de)凍(dòng)幹(gàn)實驗。國內(nèi)已經有海門輕工機械四廠等(děng)幾個廠(chǎng)家開始消化吸收、引進設計,研製出(chū)了(le)新(xīn)的產品,隻是性能還不夠穩定。
單腔(qiāng)係統
在無菌條(tiáo)件下,預凍和幹燥均在(zài)冷凝腔中進行。
雙腔係統
預凍(dòng)在低溫冰箱或旋凍器中進(jìn)行,幹燥在冷凝腔上方的幹(gàn)燥室內進行(háng)。
5)凍幹分離型醫藥用凍(dòng)幹機
食品用凍幹機都是冷凍與幹燥(zào)分開進行的,以實現節約能源(yuán),節省時間,提高產量的目的(de)。傳統(tǒng)醫藥用凍幹機則都是冷(lěng)凍和幹燥在機器裏一次完成(chéng)的。西(xī)歐和美國的一些公司,為實現與食品凍幹一樣的目的,將藥品預先冷凍,然後再送入幹燥機中幹燥。圖8給出(chū)了連續式藥品(pǐn)預(yù)凍設備照片。
3.真空幹燥設(shè)備的功能在增加
隨著電子(zǐ)與計算機技術的進步,真空幹燥設備的(de)控(kòng)製係統和顯示功能普遍增加(jiā)了。鄭州糧食科學研究(jiū)院研製的玉米(mǐ)真空幹燥設備有自動控製和模(mó)擬屏顯示功能;上海東富(fù)龍(lóng),北京速原等廠家生產的(de)真空冷凍幹燥機(jī)有凍幹(gàn)終點判(pàn)斷,設計凍幹曲線,查(chá)看運行狀況,存貯多條凍幹曲線,打印生產信息等(děng)多種功能。
國外的真空幹(gàn)燥設備功能更多一些,大多數都有機械手,在幹燥過程中可以取(qǔ)樣化驗(yàn);有些旋轉類型的真空幹燥設備具有粉碎和造粒功能;醫藥用凍幹設(shè)備也能造粒。
4.對發展真(zhēn)空幹(gàn)燥設備的幾點看法(fǎ)
1)創(chuàng)新是發展真空幹燥設備的根(gēn)本出路
目前真空幹燥(zào)設備發展較慢,有(yǒu)1個重(chóng)要的原因是互相仿製,在同一(yī)技術水平上徘徊,缺乏創新(xīn)。仿製(zhì)的能力強,速度(dù)快,創新的觀念差,投入少。把(bǎ)競(jìng)爭的精力放(fàng)在了搶市場,拉關係,價格戰方麵(miàn)。好一點的作法是在質量上和售後服務上,下了一些功夫。但這些都(dōu)不是發展真空幹燥設備的好方法,必須投入人力、物力(lì)、財(cái)力去創新。
2)節能是發展真空(kōng)幹燥設備的關鍵
能源緊缺已(yǐ)經受到了全(quán)世界的關注,傳統觀念都認為真空幹燥設備的(de)能耗高,原(yuán)因是(shì)它需要加(jiā)真空泵。但是沒有見到過對同一種物料,幹燥到同樣濕含量時,真正的能耗對比。實際上,真空(kōng)幹燥是在封閉空間中的低溫幹燥,能源浪費相對較少。盡管如(rú)此(cǐ),真(zhēn)空幹燥設備的節能仍然是發展的關鍵。與其它類(lèi)型幹燥設備相比,真空幹燥(zào)設備的節(jiē)能重點(diǎn)應
該放在合理設計,選擇和(hé)使用真空係統方麵。
能抽水蒸汽的真(zhēn)空係統並不很多,目前主(zhǔ)要有兩大類,一類是能直接抽水蒸汽的泵,主要有水噴射泵,水蒸氣噴(pēn)射泵,水環泵和濕式羅茨泵;另一類是用冷凝的辦法(fǎ)捕水。這(zhè)兩種辦法耗能都比較高,前一類節能的方向應(yīng)該是提高泵的(de)抽氣效率;後一類節(jiē)能的方(fāng)向是設計(jì)如(rú)氣固相變換熱器(qì)的結構和熱(rè)效率。
3)連續式真空幹燥設備是提高產品的產量,節(jiē)約能源的重要方法
連續式真空幹燥設備(bèi)與周期式真空幹(gàn)燥設備相比,輔助時間少,節省了時間提高了產量。同時他不必像周期式真空幹燥設備那樣,每生產一個循環,設備溫度高低變化一次,致使部分能量(liàng)浪費在設備(bèi)構件的反複加熱上。因此,節約了能源。
4)真空幹燥設備(bèi)與其他幹燥方法組合是應該提倡的(de)生(shēng)產方式
真空幹燥與其(qí)他幹燥方法相(xiàng)結合能提高(gāo)生產(chǎn)效率,降低(dī)產品(pǐn)成(chéng)本。例如,蔬菜、水產品和(hé)水果(guǒ)等產品,采用真空幹燥可以保證產品質量,如果在真空幹(gàn)燥之前,清洗漂燙之後,經離心脫水,再用冷風幹燥(zào)除(chú)去表麵水,然後送入真空(kōng)幹燥設備,就能實現顯著地提高生產(chǎn)效率,同時降低了生產成本。噴霧與(yǔ)冷凍幹燥相結合也是組合方(fāng)式之一。這種類似的
組合方(fāng)式,可以(yǐ)通過試驗,找到很多種,當然也要花費(fèi)一定時間、精力和(hé)財力。
5.結束語
真空(kōng)幹燥設備在(zài)不(bú)斷革新。存(cún)在的問題也還不少,如果(guǒ)產(chǎn)、學、研能密切合作,成效會更(gèng)加顯著。
查閱的資料有限,見解也可能不確切,歡迎指正。
參(cān)考(kǎo)文獻
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