真空幹燥設備種類較多,應用領域廣泛,發展(zhǎn)比(bǐ)較迅速。本文(wén)僅就其中幾種真空(kōng)幹(gàn)燥設備的國內外發展動態進行闡述,以求實現交流信息,找出發展真空幹燥設備需解決的難題,提(tí)高我國真空幹燥設(shè)備水平的目的。
關鍵詞(cí):真空幹燥;幹燥(zào)設備;冷(lěng)凍幹燥
真空幹燥有許多優點:在(zài)低(dī)壓下幹燥時氧含量低,能防止被幹燥物料(liào)氧化變質,可幹燥易燃(rán)易爆的危險品;可在低溫下使物料中的水分汽(qì)化,易於幹燥熱敏性物料;能回收(shōu)被幹(gàn)燥物料中的貴重(chóng)和(hé)有用的成分(fèn);能防(fáng)止被幹燥物料中有毒有害物質的(de)排放,可成為環保類型的(de)“綠色”幹燥。因此,真空幹燥(zào)設備的應用日益廣泛。
真空幹(gàn)燥(zào)的主要缺點是需(xū)要一套能抽水蒸汽的真空係統(tǒng),使得設(shè)備投資費用高,運轉費用高;設備生產效率低,產量小。為克服這些缺點,不少科技工作者,做出了許多努力。同時(shí),由於真空幹燥有許多優點,有些產品不得不采用真空幹燥設備。因(yīn)此,真空幹燥設備(bèi)的發展會很有(yǒu)前途。
1.國內外連續式真空幹(gàn)燥設備發(fā)展不平衡
為提高設(shè)備產量,保證產(chǎn)品質量,在十幾年前(qián)國外就開發出多種連續式真空幹燥設備。但在國內受技術水平和人們認識觀念的限製,發展比較(jiào)緩慢。
1)帶式連續真空幹燥(zào)設備
日本日阪製作所生(shēng)產(chǎn)WL-VAQ型帶式連續(xù)真(zhēn)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的幹燥。日本大川原株式生產的BV-100.5型真空帶式連續幹燥裝置,采用蒸汽和傳導加熱,各區段(duàn)溫度可調,傳送帶張緊度和速度可調。瑞士的布赫–蓋德公司開發了一(yī)係列帶式連續式真空幹燥設備,帶(dài)有自動清洗裝置。
從1995年開始從事帶式連續真空幹燥設(shè)備的設計(jì)、製造(zào)、安裝(zhuāng)和服務,技術比較成熟。
國產帶式連續真(zhēn)空幹燥設備並不多見,2004年廣(guǎng)東省農業科學研究所研製成功了小(xiǎo)型(xíng)試驗設備,用於香蕉粉的(de)幹燥,效果很好。
2)穀(gǔ)物連續式真空幹燥設備
穀物幹燥量(liàng)很大,必須用連續式幹燥設備。以前(qián)世界各國都研製了(le)不少穀物幹燥設備,而真空幹燥(zào)穀物多用在種子幹燥,原因是真空幹燥成本太高。實際上(shàng)這是一種誤區,據鄭州糧食(shí)科學研究設計院何翔(xiáng)高級工程師介(jiè)紹(shào),他們研製的連續式玉(yù)米真空幹(gàn)燥設備(bèi),生產能力為60t/d,固定(dìng)投資略高於熱風幹燥,運轉費用與熱(rè)風幹燥持平。如果考慮幹燥產品的質量,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並不比熱風幹燥高。
3)連續式真空冷凍幹(gàn)燥設備(bèi)
食品原料豐富,需要凍幹的產品產量很大。因此,連續食品凍(dòng)幹(gàn)設(shè)備出現的較早。丹麥ATLAS公司1985年就生產出了CONRAD–800型連續式凍幹設備,用於凍幹(gàn)咖啡生(shēng)產,生產能力每(měi)天13t,圖2是該設備的示意圖。圖3是德國(guó)生產(chǎn)的一(yī)種連續式凍(dòng)幹機。
國產第一台連續式真空冷凍幹燥設備於2000年由沈陽(yáng)製冷技術研究所研(yán)製成功。真空室采用矩形結構,進出料倉與幹燥倉之(zhī)間(jiān)設有隔離片,進出料倉內均設有自動稱重係統,能判斷出(chū)凍幹食品的幹燥速率,出水量和^終幹(gàn)燥程度(dù)。兩個外置式捕水器交替(tì)工作,實現連續式捕(bǔ)水和融冰。
國內外連續式凍幹設備的銷售量差距很大。丹麥ATLAS公司從1985年到1990年5年間就銷售了18台連(lián)續式凍幹(gàn)設備,其(qí)中(zhōng)我國台灣購到1台,而大陸各省市至(zhì)今沒(méi)有引進這種(zhǒng)設(shè)備,僅1台國產設備至今還沒有銷售(shòu)出去。
2.國內外真空幹燥設備的品種都在增加
出於不同的目的,研製出各(gè)種新(xīn)型的不同的真空幹燥設備。
1)微波真(zhēn)空幹燥設備節能,提高(gāo)幹燥速率。
2)噴霧冷凍幹燥設備噴霧與冷凍幹燥相結合是由物料的性質和產品的產(chǎn)量決定的(de),物料必需是液態漿料,經噴(pēn)霧凍結後形成微納尺度的顆(kē)粒,增加了幹燥速率(lǜ),提高產(chǎn)品(pǐn)的(de)產量。
3)真空汽相幹燥設備是專門用於大型油浸(jìn)式變壓器以及其它類似電器設備幹燥的裝置。瑞士在20世紀70年代(dài)開發出這(zhè)種產品。我國於20世紀80年代引進了這種設備,90年代之後已經基本上完(wán)成了引進消化(huà),現在可以成套生產。
4)小型實驗用凍幹設備為適應學校和科研單(dān)位的需(xū)要,國(guó)內外相繼開發幾種不同功能的小型實(shí)驗用凍幹設備(bèi)。圖4~7是德國(guó)Martinchrist公司生產的幾種小型實驗用凍幹機,其體積小,重(chóng)量輕,功能多。基本上能滿足各種物料的凍幹實驗。國內(nèi)已(yǐ)經有海門輕工機械四廠等幾(jǐ)個廠家開始消化吸收、引進設計(jì),研製出了新的產品,隻是性能還不夠穩定。
單腔係統
在無菌條件下,預凍和幹燥均在冷凝腔中進行。
雙腔係統
預凍在低溫冰箱或旋凍器中進行,幹燥在冷凝腔上方的幹燥室內(nèi)進行。
5)凍幹分離型醫藥用凍幹機
食品用凍幹機都是冷凍與(yǔ)幹(gàn)燥分開進行的,以實現節約(yuē)能源,節省時間,提高產量(liàng)的目的。傳統醫藥(yào)用凍幹機則都是冷凍和幹燥在機器裏一次完成(chéng)的。西歐(ōu)和美國(guó)的(de)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給出了連續(xù)式藥(yào)品(pǐn)預凍設備照(zhào)片。
3.真空幹燥(zào)設備的功能在增加
隨著電子(zǐ)與(yǔ)計(jì)算機技術的進步,真空幹(gàn)燥設備的控製係統和顯示功能普遍增加了(le)。鄭州糧食科學研(yán)究院研製的玉米真空幹燥設備有自動控製和模擬屏顯示功能;上海東富龍,北京速原等廠家生產的真空冷(lěng)凍幹燥機有凍幹終點判斷,設計凍幹曲(qǔ)線,查看運行狀況,存貯多條凍幹曲線,打印生產(chǎn)信息等多種功能。
國外的真空(kōng)幹燥設備功能更多一些,大多數都(dōu)有機械手,在幹燥過程中可以取樣化驗;有些旋轉類型的真空幹燥設備具有(yǒu)粉碎和(hé)造粒功能;醫藥用凍幹設備也能造粒。
4.對發(fā)展真空幹燥設備的幾點(diǎn)看法
1)創新是發展真空幹燥設備的根本出路
目前真(zhēn)空幹燥設備發展較慢,有1個重要(yào)的原因是互相仿製,在(zài)同一技術水平上徘徊,缺乏創(chuàng)新(xīn)。仿製的(de)能力強,速度快,創新的觀念差,投入少。把競爭的精力(lì)放在了搶市場,拉關係(xì),價格戰方麵。好一點的作法是在質量上和售後服(fú)務上(shàng),下了一些(xiē)功夫。但這些都不是發展真空幹燥設備的好方法,必須投入人力、物力、財力去創新。
2)節能是發展真空幹燥設備(bèi)的關鍵
能源緊缺已經受到了全世界的關注,傳統觀(guān)念都認為真空幹燥設備的能耗高,原因是(shì)它需(xū)要加真空泵。但是沒有見到過對同一種物料,幹(gàn)燥到同(tóng)樣濕含量時,真正的能耗(hào)對比。實際上,真空幹燥是在封閉空間中的低溫幹燥,能源浪費(fèi)相對較少。盡管如此,真空幹燥設備的節能仍然是發展(zhǎn)的關鍵。與其它類(lèi)型幹燥設備相比,真空幹燥設(shè)備(bèi)的節能重點應
該放在合理設計,選擇(zé)和使用真空係統方麵。
能抽水蒸汽的(de)真空係統並(bìng)不(bú)很多,目前主要有兩大(dà)類,一(yī)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捕水。這兩種辦法耗能都比(bǐ)較高,前一(yī)類節能的方向應該是提高泵(bèng)的(de)抽氣效率;後(hòu)一類節能的方向是設計如氣固相變換熱器的結構和熱效率。
3)連續式真空幹燥(zào)設備是(shì)提高產品的產(chǎn)量(liàng),節約能源的重要方法
連續式真空幹燥設備與周期式真空幹燥設備相比(bǐ),輔助時間(jiān)少,節省了時間提高了產量。同時他不必(bì)像(xiàng)周期式真空幹燥(zào)設(shè)備那樣,每生產一(yī)個循環,設備溫度高低變化一次,致(zhì)使部分能量浪費在設備構件(jiàn)的反複加熱(rè)上(shàng)。因此,節約了能源。
4)真空幹燥設(shè)備與其他幹燥(zào)方法組合是(shì)應該提倡的生產方式
真空幹燥與(yǔ)其他幹燥方法相結合能提高生產效率,降低(dī)產品成本(běn)。例如,蔬菜、水產品(pǐn)和水果等產品,采用真空幹燥可以保證產(chǎn)品質量,如(rú)果在真空幹燥之前,清洗漂(piāo)燙之後,經離心脫(tuō)水,再用冷風幹燥除去表麵水(shuǐ),然(rán)後送入真空幹燥設備,就能實(shí)現顯著地提高生產效(xiào)率,同時降低了生產(chǎn)成本。噴霧與冷凍幹燥(zào)相結(jié)合也是組合方式之一。這(zhè)種類似的
組合方式,可以通過試驗,找到很多種,當然也要花費一定時(shí)間、精力和財力。
5.結束語
真空(kōng)幹燥(zào)設備在不斷革新。存在的(de)問題也還(hái)不少,如果產、學、研能密切合作,成(chéng)效會更加顯著。
查(chá)閱(yuè)的(de)資料(liào)有限,見解也可能不(bú)確切,歡迎指正。
參考文獻
[1]Geerg-WilhelmOetjen,PeterHaseley,Freeze-Drying,2004WILEY-VCHVerlagGmbhco.KGaA,Weimbeim
[2]eldner,M.,SteinKamp,H.,spreckelmeyer,J.:EinsatzvonneuenK?ltemittelnundderLN2-TechnikbeiLyophili-Sationsanlagen.APV-Symposium,
Bonn,September2000
[3]Rey,L.:OptimizinglyophilizationofbiopharmaceuticalsGenet.Eng.Usezz,No.1PP.1-6,January2002.
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