真空幹燥設備的國內外發展動態

發布時間:2023-03-11 09:46:21

  真空幹燥設備(bèi)種類較多,應用領(lǐng)域廣(guǎng)泛,發展比(bǐ)較迅速。本文僅就其中幾種(zhǒng)真空幹燥設(shè)備的國內外發展動態進(jìn)行闡述,以求(qiú)實現交流(liú)信息,找出(chū)發展真空幹燥設備(bèi)需解決的難(nán)題,提高(gāo)我國真空幹燥設備水平的目的。

關(guān)鍵詞:真空幹燥;幹燥設備;冷凍幹燥

  真空幹燥有許多優(yōu)點(diǎn):在低壓下幹燥時氧含量低,能防止被幹燥物料(liào)氧化變質,可幹燥易燃易爆的(de)危險品;可在低溫下使物料中的水分汽化,易於幹(gàn)燥熱敏(mǐn)性物料;能回收被幹燥物料中的貴重和有用的成分;能防止(zhǐ)被幹燥物料中有毒有害物質的排放,可(kě)成為環保類型的“綠色(sè)”幹燥。因此(cǐ),真空幹燥設備(bèi)的應用日(rì)益廣泛。

  真空幹燥的主要缺點是需(xū)要一套能抽水蒸汽的真空係統,使得設備投資費用高,運轉費用高(gāo);設備生產效率低,產(chǎn)量小。為克服這些缺點,不少科技工作(zuò)者(zhě),做出了許多努力。同時,由於(yú)真空幹燥(zào)有許多優點,有些產品不得不采用真(zhēn)空幹燥設(shè)備。因此,真空幹燥設備的發(fā)展(zhǎn)會很有前途。

1.國內外連續式真(zhēn)空幹燥(zào)設備發(fā)展不平衡

  為提高設備產量,保證產品質量,在十幾年前國外就開(kāi)發(fā)出多種連續(xù)式真空幹(gàn)燥設(shè)備。但在國內受技術水平和人(rén)們認識觀念的限(xiàn)製,發展比(bǐ)較緩慢。

1)帶式連續真空幹燥設備

  日本日阪製作所生產WL-VAQ型帶(dài)式(shì)連續真空幹(gàn)燥設備,適合於液體物料,泥漿(jiāng)狀,糊膏狀告濃度和高粘度無聊的幹燥。日本大(dà)川原株式生產的BV-100.5型真空帶式連續幹燥裝置,采用蒸(zhēng)汽和傳導加熱(rè),各區段溫度可調,傳送帶張緊度和速度可調。瑞士的布赫(hè)–蓋德公司開發了一係列帶式連續式(shì)真空幹燥設備,帶有自動清洗裝置。

  從1995年開(kāi)始從事帶式連續真空幹燥設(shè)備的設計、製造、安裝和服務,技術比較成熟。

  國產帶式連續真空幹燥設備並不多見,2004年廣東省農業科學研究所研製成(chéng)功了小型試(shì)驗設備,用(yòng)於香(xiāng)蕉粉的幹燥,效果很好。

2)穀物連續式真(zhēn)空幹燥設備

  穀物幹燥量很大,必須用連續式幹燥設備。以(yǐ)前世界各國(guó)都(dōu)研製了不少穀物幹燥設備,而真空幹燥穀物多用在種(zhǒng)子幹燥,原因是真空幹燥成本太高。實(shí)際上這是一(yī)種誤區,據鄭(zhèng)州糧食科學研究設(shè)計院何翔高級工(gōng)程師介紹,他們研製的連續式(shì)玉米真空幹燥設備,生產能力為60t/d,固定投資略(luè)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(guò)程破損率、暴腰率等(děng),在低溫狀態下的真空幹燥總成本並不(bú)比熱風幹燥(zào)高。

3)連續式真空冷凍(dòng)幹燥設備

  食品原料豐(fēng)富,需要凍幹的產品產量很大。因此,連續食品凍幹設備出現的較早。丹麥ATLAS公司1985年就生產出了CONRAD–800型(xíng)連續式凍幹設備,用於凍幹咖啡生產(chǎn),生(shēng)產能力每天13t,圖2是該設備(bèi)的示(shì)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冷凍幹燥設備於2000年由(yóu)沈陽製冷技術研究所研製成功。真空室采用矩形結構,進出(chū)料倉與幹燥倉之間設有隔離(lí)片,進出料倉內(nèi)均設有自動稱重係統,能判斷(duàn)出凍幹食品的(de)幹燥速率,出水量和終幹燥程度。兩個外置式捕水器交替工作,實現連續式(shì)捕水和融冰。

  國(guó)內外連續式凍幹設備的銷(xiāo)售量差距很大。丹麥ATLAS公司從1985年到1990年5年(nián)間就銷售了18台連續式凍幹設備,其中我國台灣購到1台,而大(dà)陸各(gè)省市至(zhì)今沒有引進這種設備,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(pǐn)種都在增(zēng)加

  出於不(bú)同的目的,研製出各種(zhǒng)新型的不同的真(zhēn)空幹燥設備。

1)微波真空幹(gàn)燥設(shè)備節能,提高幹燥速率。

2)噴霧冷凍(dòng)幹燥設備噴霧與冷凍幹燥相結合是由物料的性質(zhì)和(hé)產(chǎn)品的產(chǎn)量決定(dìng)的,物料必(bì)需是(shì)液態漿料,經噴霧凍結後形成微納(nà)尺(chǐ)度的顆粒,增加了幹燥速率,提高產(chǎn)品的產量。

3)真空汽(qì)相(xiàng)幹燥設備是(shì)專門用於大型(xíng)油浸式變壓器以及其它類似電器設備幹燥的裝置(zhì)。瑞士在20世紀70年(nián)代開發出這種產品。我國於20世紀80年代(dài)引進了(le)這種設(shè)備,90年代之後已經基本上完成了引進消化,現在可以成套生產。

4)小(xiǎo)型實驗用凍幹設(shè)備為適應學校和科研單位的需要(yào),國內外相繼開發幾種不同功能(néng)的小型(xíng)實驗用(yòng)凍幹設備。圖4~7是德國Martinchrist公司生產(chǎn)的幾種小型實驗用凍幹機,其體積小(xiǎo),重量輕(qīng),功能多。基本上能滿足各種物(wù)料(liào)的凍幹實驗。國內已經有(yǒu)海門輕  工機械四廠等幾個廠家(jiā)開始消化吸(xī)收、引進設計,研製(zhì)出了新的產品,隻是性(xìng)能還(hái)不夠(gòu)穩定(dìng)。

單腔係統

  在無菌(jun1)條件下,預凍和幹燥均在冷(lěng)凝腔中進行。

雙腔係(xì)統(tǒng)

  預凍(dòng)在低溫(wēn)冰箱或旋凍器中進行,幹燥(zào)在冷(lěng)凝腔上方的幹(gàn)燥(zào)室內進行(háng)。

5)凍幹分(fèn)離型醫藥用凍幹機(jī)

  食品(pǐn)用凍幹機都是冷凍(dòng)與幹燥分開進行的,以實現節約能源,節省時(shí)間,提高產量的目的。傳統醫藥用凍幹機(jī)則都是冷凍和幹燥(zào)在機(jī)器(qì)裏一次完成的。西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(gàn)燥(zào)機中幹燥。圖8給出了連續(xù)式藥品預凍設(shè)備照片。

3.真空幹燥設備的功能(néng)在增加

  隨著電子與計算機技術的進步,真空幹燥設備的(de)控製(zhì)係(xì)統和顯示功能普遍增加了。鄭(zhèng)州糧食科學研究院研製的(de)玉米真空(kōng)幹燥設備有自動控製和(hé)模擬屏顯示功能;上海東富龍,北京速原等廠家生產的(de)真空冷凍幹燥機有凍幹終點判斷,設(shè)計凍幹曲線,查(chá)看運行狀況,存貯多條凍幹曲線,打印生產(chǎn)信息等多種功(gōng)能(néng)。

  國外的真空幹燥設備功能更(gèng)多一(yī)些,大多數都有機(jī)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粉碎和造粒功能;醫藥用凍幹設備也能造(zào)粒。

4.對(duì)發展真空幹燥設備的幾點看法

1)創新是發展真空幹燥設備的(de)根本出路

  目前真(zhēn)空幹燥設(shè)備發展較慢,有1個重要的原因是(shì)互相仿(fǎng)製,在(zài)同一技術水平上徘徊,缺乏創新。仿製的能力強,速度快,創新的觀(guān)念差,投(tóu)入(rù)少。把競爭的精力放在(zài)了搶市場,拉關係,價格戰方麵。好一點的作法是在(zài)質量上和售後服(fú)務上,下了一些功夫。但這(zhè)些都不(bú)是發(fā)展(zhǎn)真空幹燥設備的好方法,必須投入人(rén)力、物力、財力去創新。

2)節能是發展真空幹(gàn)燥設備(bèi)的關鍵

  能源緊缺(quē)已經受到了全世界的關注,傳統觀(guān)念都認為(wéi)真空幹燥設備的能耗高,原(yuán)因是它需(xū)要(yào)加真空泵。但是沒有見到過對同一種物料,幹燥到同樣(yàng)濕含量時,真正的能耗(hào)對比。實際上(shàng),真空幹燥是(shì)在(zài)封閉空間中的低溫幹燥,能源(yuán)浪費相對較少。盡管如此(cǐ),真空幹燥設備的(de)節能仍(réng)然是發(fā)展的關鍵。與其它類型幹燥設備相比,真空幹燥(zào)設備的節能重點應

該放在合理設計,選擇和(hé)使用真空係統方麵。

  能抽水蒸汽的真空係統並不很多,目前主要(yào)有兩大類,一類是能直接抽(chōu)水蒸汽的泵,主要有水噴射泵,水蒸氣噴射泵,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較高,前一(yī)類節能的方向應該是提高泵的抽氣效率;後一類節能的(de)方向是(shì)設(shè)計如氣固相變換熱器的結構和熱效率(lǜ)。

3)連續式真空幹燥設備是(shì)提高產品的產(chǎn)量,節約能源的(de)重要方法

  連續式真空幹燥設備與周期式真(zhēn)空幹燥設備相比,輔助時(shí)間少(shǎo),節(jiē)省了時間提高了產量。同時他不必(bì)像周期(qī)式真空幹燥設備那樣,每生產一個循環,設備溫度高低變(biàn)化一(yī)次,致使(shǐ)部分能量浪費在設備構件的反複加熱上。因此,節約(yuē)了能(néng)源。

4)真空幹燥設備與其他幹燥方法組合是應該提倡的生產方式(shì)

  真空幹燥與(yǔ)其(qí)他幹燥方(fāng)法相結合能提(tí)高生產效率,降(jiàng)低產品成本。例如,蔬(shū)菜、水產品和水果等(děng)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(tàng)之後,經離心脫水(shuǐ),再用冷風幹燥除去表麵水,然後送入真空幹燥設備,就能實現顯著(zhe)地提高生產效率,同時降低(dī)了生產成本。噴霧(wù)與冷凍幹燥相結合也是組(zǔ)合方式之一。這種類似的

  組合方式,可以通過試驗,找到很多種,當然也要花費一定時間、精力和財力。

5.結束(shù)語

  真空(kōng)幹(gàn)燥設備在不斷革新。存在的問題也還(hái)不少,如(rú)果產、學、研能(néng)密切合作,成(chéng)效會更加顯著。

查閱的資料有限,見解也可能不確切,歡迎指正。

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