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分析真空干燥设备的发展趋势

真空干燥设备种类较多,应用领域广泛,发展比较迅速。本文仅就其中几种真空干燥设备的国内外发展动态进行阐述,以求实现交流信息,找出发展真空干燥设备需解决的难题,提高我国真空干燥设备水平的目的。
    真空干燥有许多优点:在低压下干燥时氧含量低,能防止被干燥物料氧化变质,可干燥易燃易爆的危险品;可在低温下使物料中的水分汽化,易于干燥热敏性物料;能回收被干燥物料中的贵重和有用的成分;能防止被干燥物料中有毒有害物质的排放,可成为环保类型的“绿色”干燥。因此,真空干燥设备的应用日益广泛。
    真空干燥的主要缺点是需要一套能抽水蒸汽的真空系统,使得设备投资费用高,运转费用高;设备生产效率低,产量小。为克服这些缺点,不少科技工编辑,做出了许多努力。同时,由于真空干燥有许多优点,有些产品不得不采用真空干燥设备。因此,真空干燥设备的发展会很有前途。
    1.国内外连续式真空干燥设备发展不平衡
    为提高设备产量,保证产品质量,在十几年前国外就开发出多种连续式真空干燥设备。但在国内受技术水平和人们认识观念的限制,发展比较缓慢。
    1)带式连续真空干燥设备
    日本日阪制作所生产WL-VAQ型带式连续真空干燥设备,适合于液体物料,泥浆状,糊膏状告浓度和高粘度无聊的干燥。日本大川原株式生产的BV-100.5型真空带式连续干燥装置,采用蒸汽和传导加热,各区段温度可调,传送带张紧度和速度可调。瑞士的布赫–盖德企业开发了一系列带式连续式真空干燥设备,带有自动清洗装置。
    从1995年开始从事带式连续真空干燥设备的设计、制造、安装和服务,技术比较成熟。
    国产带式连续真空干燥设备并不多见,2004年广东省农业科学研究所研制成功了小型试验设备,用于香蕉粉的干燥,效果很好。
    2)谷物连续式真空干燥设备
    谷物干燥量很大,必须用连续式干燥设备。以前世界各国都研制了不少谷物干燥设备,而真空干燥谷物多用在种子干燥,原因是真空干燥成本太高。实际上这是一种误区,据郑州粮食科学研究设计院何翔高级工程师先容,他们研制的连续式玉米真空干燥设备,生产能力为60t/d,固定投资略高于热风干燥,运转费用与热风干燥持平。如果考虑干燥产品的质量,干燥过程破损率、暴腰率等,在低温状态下的真空干燥总成本并不比热风干燥高。
    3)连续式真空冷冻干燥设备
    食品原料丰富,需要冻干的产品产量很大。因此,连续食品冻干设备出现的较早。丹麦ATLAS企业1985年就生产出了CONRAD–800型连续式冻干设备,用于冻干咖啡生产,生产能力每天13t,图2是该设备的示意图。图3是德国生产的一种连续式冻干机。
    国产第一台连续式真空冷冻干燥设备于2000年由沈阳制冷技术研究所研制成功。真空室采用矩形结构,进出料仓与干燥仓之间设有隔离片,进出料仓内均设有自动称重系统,能判断出冻干食品的干燥速率,出水量和最终干燥程度。两个外置式捕水器交替工作,实现连续式捕水和融冰。
    国内外连续式冻干设备的销售量差距很大。丹麦ATLAS企业从1985年到1990年5年间就销售了18台连续式冻干设备,其中我国台湾购到1台,而大陆各省市至今没有引进这种设备,仅1台国产设备至今还没有销售出去。
    2.国内外真空干燥设备的品种都在增加
    出于不同的目的,研制出各种新型的不同的真空干燥设备。
    1)微波真空干燥设备    节能,提高干燥速率。
    2)喷雾冷冻干燥设备    喷雾与冷冻干燥相结合是由物料的性质和产品的产量决定的,物料必需是液态浆料,经喷雾冻结后形成微纳尺度的颗粒,增加了干燥速率,提高产品的产量。
    3)真空汽相干燥设备    是专门用于大型油浸式变压器以及其它类似电器设备干燥的装置。瑞士在20世纪70年代开发出这种产品。我国于20世纪80年代引进了这种设备,90年代之后已经基本上完成了引进消化,现在可以成套生产。
    4)小型实验用冻干设备    为适应学校和科研单位的需要,国内外相继开发几种不同功能的小型实验用冻干设备。图4~7是德国Martin christ企业生产的几种小型实验用冻干机,其体积小,重量轻,功能多。基本上能满足各种物料的冻干实验。国内已经有海门轻工机械四厂等几个厂家开始消化吸取、引进设计,研制出了新的产品,只是性能还不够稳定。
    单腔系统
    在无菌条件下,预冻和干燥均在冷凝腔中进行。
    双腔系统
    预冻在低温冰箱或旋冻器中进行,干燥在冷凝腔上方的干燥室内进行。
    5)冻干分离型医药用冻干机
    食品用冻干机都是冷冻与干燥分开进行的,以实现节约能源,节省时间,提高产量的目的。传统医药用冻干机则都是冷冻和干燥在机器里一次完成的。西欧和美国的一些企业,为实现与食品冻干一样的目的,将药品预先冷冻,然后再送入干燥机中干燥。

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