Vakuumtørringsudstyr findes i mange typer, har en bred vifte af anvendelser og udvikler sig hurtigt. Denne artikel fokuserer på de indenlandske og internationale udviklingstendenser for flere typer vakuumtørringsudstyr, med det formål at lette informationsudveksling, identificere de udfordringer, der skal løses i udviklingen af vakuumtørreudstyr, og forbedre niveauet af vakuumtørreudstyr i mit land.
Vakuumtørring har mange fordele: tørring ved lavt tryk resulterer i lavt iltindhold, forhindrer oxidation og forringelse af det tørrede materiale og muliggør tørring af brændbare og eksplosive farlige materialer; det giver mulighed for fordampning af fugt i materialer ved lave temperaturer, hvilket gør det nemt at tørre varme-følsomme materialer; det kan genvinde værdifulde og nyttige komponenter fra det tørrede materiale; og det kan forhindre udslip af giftige og skadelige stoffer fra det tørrede materiale, hvilket gør det til en miljøvenlig "grøn" tørremetode. Derfor bliver anvendelsen af vakuumtørringsudstyr stadig mere udbredt.
De største ulemper ved vakuumtørring er behovet for et vakuumsystem, der er i stand til at pumpe vanddamp, hvilket resulterer i høje udstyrsinvesteringer og driftsomkostninger; og lav produktionseffektivitet og lille output. Mange videnskabsmænd og ingeniører har gjort en betydelig indsats for at overvinde disse mangler. På samme tid, på grund af de mange fordele ved vakuumtørring, er nogle produkter nødt til at bruge vakuumtørringsudstyr. Derfor har udviklingen af vakuumtørringsudstyr en lovende fremtid.
1. Ujævn udvikling af kontinuerligt vakuumtørringsudstyr indenlandsk og internationalt
For at forbedre udstyrsoutput og sikre produktkvalitet blev forskellige typer kontinuerligt vakuumtørringsudstyr udviklet i udlandet for mere end ti år siden. Men i Kina har udviklingen på grund af begrænsninger i teknologisk niveau og offentlig opfattelse været relativt langsom.
1) Bælte-type kontinuerligt vakuumtørringsudstyr
WL--VAQ-båndet--type kontinuerligt vakuumtørringsudstyr produceret af Hisaka Works, Japan, er velegnet til tørring af flydende materialer, opslæmninger, pastaer og materialer med høj-koncentration og høj-viskositet. BV--100.5 vakuumbånd--typen kontinuerlig tørringsenhed produceret af Okawara Corporation, Japan, bruger damp- og ledningsopvarmning med justerbar temperatur i hver sektion og justerbar transportbåndsspænding og hastighed. Bucher-Guyer AG i Schweiz har udviklet en serie kontinuerligt vakuumtørringsudstyr af bæltetypen med en automatisk rengøringsanordning.
Siden 1995 har virksomheden beskæftiget sig med design, fremstilling, installation og service af kontinuerligt vakuumtørringsudstyr af-bæltetypen, og dets teknologi er relativt moden. Indenlandsk kontinuerligt bæltevakuumtørringsudstyr er ikke almindeligt. I 2004 udviklede Guangdong Provincial Academy of Agricultural Sciences med succes en lille -forsøgsanordning til tørring af bananpulver, som viste fremragende resultater.
2) Kontinuerlig vakuumtørringsudstyr til korn
Korntørring involverer store mængder, hvilket kræver kontinuerligt tørringsudstyr. Tidligere udviklede mange lande forskelligt korntørringsudstyr, men vakuumtørring af korn blev mest brugt til frøtørring på grund af de høje omkostninger. Dette er dog en misforståelse. Ifølge senioringeniør He Xiang fra Zhengzhou Grain Science Research and Design Institute har deres udviklede kontinuerlige vakuumtørringsudstyr til majs en produktionskapacitet på 60 t/d. Den faste investering er lidt højere end varmlufttørring, men driftsomkostningerne er sammenlignelige. I betragtning af kvaliteten af det tørrede produkt, herunder brudhastighed og revnehastighed under tørringsprocessen, er de samlede omkostninger ved vakuumtørring ved lave temperaturer ikke højere end varmlufttørring.
3) Kontinuerlig vakuumfrysning-tørringsudstyr
Med rigelige fødevareråvarer er produktionsvolumen af fryse-tørrede produkter meget stor. Derfor dukkede udstyr til kontinuerlig madfrysning-tørring relativt tidligt op. I 1985 producerede den danske virksomhed ATLAS CONRAD-800 kontinuerligt fryse-tørringsudstyr til fryse-tørring af kaffe med en produktionskapacitet på 13 tons pr. dag. Figur 2 viser et skematisk diagram af dette udstyr. Figur 3 viser en kontinuerlig frysetørremaskine produceret i Tyskland.
Det første indenlandsk producerede kontinuerlige vakuumfryse-tørringsudstyr blev udviklet med succes af Shenyang Refrigeration Technology Research Institute i 2000. Vakuumkammeret har en rektangulær struktur med isolationsplader mellem indløbs-/udløbskamrene og tørrekammeret. Både indløbs- og udløbskamrene er udstyret med automatiske vejesystemer til at bestemme tørrehastigheden, vandfjernelseshastigheden og den endelige tørregrad af den fryse-tørrede mad. To eksterne vandlåse arbejder på skift for at opnå kontinuerlig vandfangning og issmeltning.
Der er en betydelig forskel i salgsvolumen af udstyr til kontinuerligt fryse-tørring mellem de nationale og internationale markeder. Fra 1985 til 1990 solgte den danske virksomhed ATLAS 18 kontinuerlige fryse-enheder, hvoraf den ene blev købt af Taiwan, mens det kinesiske fastland endnu ikke har introduceret denne type udstyr, og den enkelte indenlandsk producerede enhed er endnu ikke solgt.
2. Udvalget af vakuumtørringsudstyr er stigende både nationalt og internationalt.
Forskellige nye og forskellige typer vakuumtørringsudstyr er blevet udviklet til forskellige formål.
1) Mikrobølge-vakuumtørreudstyr sparer energi og øger tørrehastigheden.
2) Sprayfryse-tørringsudstyr kombinerer sprøjtning og fryse-tørring, bestemt af materialets egenskaber og produktudbyttet. Materialet skal være en flydende opslæmning, som danner mikro- og nano-skala partikler efter sprayfrysning, hvilket øger tørrehastigheden og forbedrer produktudbyttet.
3) Vacuumdamp--fasetørringsudstyr bruges specifikt til tørring af store olie-nedsænkede transformatorer og andet lignende elektrisk udstyr. Schweiz udviklede dette produkt i 1970'erne. mit land introducerede dette udstyr i 1980'erne, og efter 1990'erne er teknologien stort set blevet assimileret, og komplette sæt udstyr kan nu fremstilles indenlandsk.
4) Små-laboratoriefryse-tørringsudstyr: For at imødekomme behovene hos skoler og forskningsinstitutioner er der udviklet adskillige små-laboratoriefryse-enheder med forskellige funktioner både nationalt og internationalt. Figur 4-7 viser flere små-laboratoriefryse-tørretumblere produceret af MartinChrist fra Tyskland, som er små i størrelse, lette i vægt og multi-funktionelle. De kan stort set opfylde frysetørringsforsøg med forskellige materialer. Adskillige indenlandske producenter, såsom Haimen Light Industry Machinery Factory No. 4, er begyndt at assimilere og introducere design og udvikle nye produkter, selvom deres ydeevne endnu ikke er stabil nok.
Enkelt-kammersystem
Under aseptiske forhold udføres både forfrysning og tørring i kondensationskammeret.
Dobbelt-kammersystem
For-indfrysning udføres i et køleskab med lav-temperatur eller roterende fryser, og tørring udføres i tørrekammeret over kondensationskammeret.
5) Fryse-farmaceutisk frysetørrer-tørrende separationstype
Madfryse-tørretumblere adskiller frysning og tørring for at spare energi, spare tid og øge udbyttet. Traditionelle farmaceutiske frysetørre- afslutter frysning og tørring i maskinen i ét trin. Nogle virksomheder i Vesteuropa og USA for at nå de samme mål som mad fryse-tørring, for-fryser lægemidlerne og sender dem derefter til tørretumbleren til tørring. Figur 8 viser et foto af en kontinuerlig præ--medikamentindfrysningsanordning.
3. Funktionerne af vakuumtørringsudstyr er stigende.
Med fremskridtene inden for elektronik og computerteknologi er kontrolsystemerne og displayfunktionerne for vakuumtørringsudstyr generelt steget. Majsvakuumtørringsudstyret udviklet af Zhengzhou Grain Science Research Institute har automatisk kontrol og simulerede skærmvisningsfunktioner; vakuum frysetørrere produceret af producenter som Shanghai Dongfulong og Beijing Suyuan har flere funktioner, herunder fryse-endepunktsbestemmelse, fryse-tørringskurvedesign, driftsstatusovervågning, opbevaring af multiple fryse-tørrekurver og udskrivning af produktionsinformation.
Udenlandsk vakuumtørringsudstyr har generelt flere funktioner, hvoraf de fleste omfatter robotarme til prøveudtagning og test under tørreprocessen; noget roterende vakuumtørringsudstyr har knusnings- og granuleringsfunktioner; farmaceutisk fryse-tørringsudstyr kan også udføre granulering.
4. Flere synspunkter om udviklingen af vakuumtørringsudstyr
1) Innovation er den grundlæggende vej ud for udviklingen af vakuumtørringsudstyr
I øjeblikket er udviklingen af vakuumtørringsudstyr relativt langsom. En vigtig årsag er gensidig efterligning, hvilket resulterer i stagnation på samme teknologiske niveau og mangel på innovation. Der er stærk kapacitet og hurtighed i efterligningen, men et svagt innovationsbegreb og utilstrækkelige investeringer. Konkurrencen er fokuseret på markedsandele, opbygning af relationer og priskrige. En lidt bedre tilgang indebærer en vis indsats med hensyn til kvalitet og-eftersalgsservice. Det er dog ikke gode metoder til at udvikle vakuumtørringsudstyr; investering i menneskelige ressourcer, materialer og økonomi er nødvendig for innovation.
2) Energibesparelse er nøglen til udviklingen af vakuumtørringsudstyr
Energiknaphed har tiltrukket sig verdensomspændende opmærksomhed. Traditionel tænkning går ud på, at vakuumtørringsudstyr bruger meget energi, fordi det kræver en vakuumpumpe. Der mangler dog reelle energiforbrugssammenligninger for at tørre det samme materiale til samme fugtindhold. Faktisk er vakuumtørring lav-temperaturtørring i et lukket rum, hvilket resulterer i relativt mindre energispild. Ikke desto mindre er energibesparelser i vakuumtørringsudstyr stadig afgørende for dets udvikling. Sammenlignet med andre typer tørreudstyr bør fokus på energibesparelser i vakuumtørringsudstyr være på det rationelle design, udvælgelse og brug af vakuumsystemet.
Der er ikke mange vakuumsystemer, der er i stand til at pumpe vanddamp. I øjeblikket er der to hovedkategorier: den ene er pumper, der direkte kan pumpe vanddamp, hovedsageligt inklusive vandstrålepumper, dampstrålepumper, vandringpumper og våde Roots-pumper; den anden bruger kondens til at opfange vand. Begge metoder er relativt-energikrævende. Retningen af energibesparelser for førstnævnte bør være at forbedre pumpens pumpeeffektivitet; retningen for energibesparelser for sidstnævnte er at designe strukturer og termisk effektivitet af enheder såsom gas-fastfasevarmevekslere. 3) Kontinuerligt vakuumtørringsudstyr er en vigtig metode til at øge produktudbyttet og spare energi.
Sammenlignet med batch-vakuumtørringsudstyr kræver kontinuerligt vakuumtørringsudstyr mindre hjælpetid, hvilket sparer tid og øger output. I modsætning til batch-vakuumtørringsudstyr kræver det desuden ikke, at udstyrets temperatur svinger med hver produktionscyklus, og dermed undgås energispild på grund af gentagen opvarmning af udstyrskomponenter. Derfor sparer det energi.
4) Kombination af vakuumtørringsudstyr med andre tørremetoder er en produktionsmetode, der bør tilskyndes.
Kombination af vakuumtørring med andre tørremetoder kan forbedre produktionseffektiviteten og reducere produktomkostningerne. For produkter som f.eks. grøntsager, akvatiske produkter og frugter kan vakuumtørring sikre produktkvaliteten. Hvis produkterne efter rensning og blanchering centrifugeres for at fjerne overfladevand og derefter tørres med kold luft, inden de sendes til vakuumtørringsudstyret, kan der opnås væsentlige forbedringer i produktionseffektiviteten og reducerede produktionsomkostninger. At kombinere spraytørring og fryse-tørring er også en sådan kombination.
Mange lignende kombinationsmetoder kan findes gennem eksperimenter, selvom dette vil kræve betydelig tid, indsats og økonomiske ressourcer.
5. Konklusion
Vakuumtørringsudstyr bliver konstant fornyet. Der er dog stadig mange problemer. Hvis industrien, den akademiske verden og forskningsinstitutioner kan samarbejde tæt, vil resultaterne være endnu vigtigere.