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真空幹燥設備(bèi)的國內外(wài)發展動態

信息(xī)來源: | 發布日期: 2013-06-06 10:47:12 | 瀏覽量:3788

摘(zhāi)要:

真空幹燥設備種類較(jiào)多,應(yīng)用領域廣泛,發展比較迅速。本文僅(jǐn)就其中幾種真空幹燥設備的國內外發(fā)展動態進(jìn)行闡述,以求實現交流信息,找出(chū)發展真(zhēn)空幹(gàn)燥設備需解決的難題,提高我國真空幹燥設備水平的目的。

  真空幹燥設備(bèi)種類較多,應用(yòng)領域(yù)廣泛,發展比較迅速。本文僅就其(qí)中幾種真空幹燥設備(bèi)的國內外(wài)發展動態進行(háng)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,提高我(wǒ)國真(zhēn)空幹燥設備水平的目的。

 

  關鍵詞:真空(kōng)幹燥;幹燥設備;冷凍幹燥

 

  真空幹燥有許多優點(diǎn):在低壓下(xià)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汽化,易於幹燥熱敏性物料;能回收被幹燥物料中的貴重和有用的(de)成分;能防(fáng)止被(bèi)幹燥(zào)物料中(zhōng)有毒有害物質的(de)排放,可成為環保類型的“綠色”幹燥。因此,真空幹(gàn)燥設備的應用日益廣泛。

 

  真空幹燥(zào)的主要缺(quē)點是需要一套能抽水蒸汽的真空係統,使得(dé)設備投資費用高,運轉費用高;設備生產效率低(dī),產量小。為克(kè)服這些缺點,不少科技工(gōng)作者,做出了許多努力。同時,由於真空幹燥有(yǒu)許多優點,有(yǒu)些產品不得不采用真空幹燥設備。因此,真空幹燥設備的發展會很有前途。

 

  1.國內外連(lián)續式真空幹燥設備(bèi)發展(zhǎn)不平衡

 

  為提高設備產量,保證產品質量,在十幾年前國外就(jiù)開發出(chū)多種連續式(shì)真空幹燥設備。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(shì)連續真空幹燥設備

 

  日本日阪(bǎn)製作所生產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的幹燥。日本大川(chuān)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,各區段溫度(dù)可調,傳送帶張緊度和速度可調。瑞士的(de)布赫–蓋德公司開發了一係列帶式連(lián)續式真空幹燥設備,帶有(yǒu)自動清洗裝(zhuāng)置。

 

  從1995年開始從事帶式(shì)連續真空幹燥設(shè)備的設計、製造、安裝和(hé)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(nóng)業科學研究(jiū)所研製成功了小型試驗設備,用於香蕉粉的幹燥,效果很好(hǎo)。

 

  2)穀物連續式真空幹燥設備

 

  穀物幹燥(zào)量很大,必(bì)須用連續式幹燥設備(bèi)。以前世界各國都研製(zhì)了(le)不少穀物幹燥(zào)設備,而真空幹(gàn)燥穀物多(duō)用在種子幹燥,原(yuán)因是真空幹燥成本太高。實際上這是一種誤區,據鄭州糧食科學研究設計院何翔高級工程師介紹,他(tā)們研製的連續式玉米真空幹燥設備,生產能力為60t/d,固(gù)定投資略高於熱風幹燥,運轉費用與熱風幹燥持平。如果考慮幹燥產品的質量,幹(gàn)燥過程破損率(lǜ)、暴腰率等(děng),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(xù)式真空冷凍幹燥設備

 

  食品原料豐富,需要凍幹的產品產量很大。因此,連續食品(pǐn)凍幹設備出現的較早。丹麥ATLAS公司1985年就生產出了CONRAD–800型連續式凍幹設備,用於凍幹咖啡生產(chǎn),生產能力每天13t,圖2是該設備的示意圖。圖3是德國生產的一種連(lián)續式凍幹(gàn)機。

 

  國產第一台(tái)連續式真空冷(lěng)凍幹燥設備於2000年由沈陽製冷技術研(yán)究所研製成功。真空室采用矩形結構(gòu),進出料倉(cāng)與幹燥倉之間設有隔離片,進出料倉內均設有自動稱重(chóng)係統,能(néng)判斷出凍幹食品(pǐn)的幹燥速率,出水量(liàng)和^終幹燥程度。兩個外置式捕水器交替工作,實現連續式捕水和融(róng)冰(bīng)。

 

  國(guó)內外連續式凍幹設備(bèi)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台連續式凍幹設備,其中我國台灣購(gòu)到1台,而大陸(lù)各省市至今沒(méi)有引進這種(zhǒng)設備,僅1台國產設備至今還沒有銷售出去。

 

  2.國內外真空幹燥設備的(de)品種都在增加

 

  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(wēi)波真空幹燥設備節(jiē)能,提高幹燥速率。

 

  2)噴霧冷凍幹燥設備噴霧與冷凍幹燥相(xiàng)結合(hé)是由物料的性質和產品的產量決定的,物料必需是液態(tài)漿(jiāng)料,經噴霧凍結後形成微納尺度的顆粒,增加了幹燥速率,提高產品的產量。

 

  3)真空汽相幹燥設備是專門用於大(dà)型油浸式變壓器以及其它類(lèi)似電器(qì)設(shè)備幹燥的裝置。瑞士(shì)在20世紀70年代開發出這種產品。我國於20世紀80年代引進了這種設備,90年代之後(hòu)已經基本上(shàng)完成了引進消化,現在可以成套(tào)生產。

 

  4)小型實驗用凍幹設備為適應(yīng)學校和科(kē)研單位的需要,國內外相繼開發幾(jǐ)種不同功能的小型實驗用凍幹設備。圖4~7是德國(guó)Martinchrist公司生產的幾種小型實驗用(yòng)凍幹機,其體積小,重量輕(qīng),功能多。基本上能滿足各種物料的凍幹實驗。國內已(yǐ)經有海門輕工機械四廠等幾個(gè)廠家開始消化(huà)吸收(shōu)、引進設計,研製出了新(xīn)的產品,隻是性能還不夠穩定。

 

  單腔係統

 

  在無(wú)菌(jun1)條件下,預凍和(hé)幹燥均(jun1)在(zài)冷凝腔(qiāng)中進行。

 

  雙腔(qiāng)係統

 

  預凍在低溫冰箱或旋凍器(qì)中進行,幹燥在冷凝腔上方(fāng)的幹燥室內進行。

 

  5)凍幹(gàn)分離型醫藥(yào)用凍幹機

 

  食品用凍幹機都是冷凍與幹燥分開(kāi)進行的,以實現節約(yuē)能源,節省(shěng)時間,提高產量的目的。傳統醫藥用凍幹(gàn)機則都是冷凍和幹燥在機器裏一次完成的。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(xiān)冷凍,然後再送入幹燥機中(zhōng)幹燥。圖8給出了連(lián)續式藥品預凍設備照片。

 

  3.真空幹燥設備的功能在增加

 

  隨著電子與計算機技術的(de)進步,真空幹燥設備的控製係統和顯示功能普(pǔ)遍增加了。鄭州糧(liáng)食科學研究院研製的玉米真空幹燥設備有自動控製和模(mó)擬(nǐ)屏(píng)顯(xiǎn)示功(gōng)能;上海東富龍,北京速原(yuán)等廠家生產的(de)真空冷凍幹(gàn)燥機有凍幹終點判斷,設計凍幹曲線,查(chá)看運(yùn)行狀況,存貯多條凍幹曲線,打印生產信息等多種功能。

 

  國外的真空幹燥設備功能更多(duō)一些,大(dà)多數都有機械手(shǒu),在幹燥(zào)過程中可以(yǐ)取樣化驗;有些旋轉類型的真空幹燥設(shè)備具(jù)有粉碎和造粒功(gōng)能;醫藥用凍(dòng)幹設備也能造粒。

 

  4.對(duì)發展真(zhēn)空(kōng)幹燥設備的幾點看法

 

  1)創新是發展真空幹燥設備的根(gēn)本出路

 

  目前真(zhēn)空幹燥設備發展較慢,有1個重(chóng)要的原因是互相仿製,在同一技術水平上徘徊,缺乏(fá)創新。仿製的能力強,速度快,創新的觀(guān)念差,投入(rù)少。把競爭的精(jīng)力放在(zài)了(le)搶(qiǎng)市場,拉關(guān)係,價格戰方麵。好(hǎo)一(yī)點的作法是在(zài)質量上(shàng)和(hé)售後(hòu)服務上,下了一些功(gōng)夫。但這(zhè)些都不是發展真空幹燥設備(bèi)的好方法,必須投入人力、物力、財力去創新。

 

  2)節能是發展真(zhēn)空幹燥設(shè)備的關鍵

 

  能源緊缺已經受到(dào)了全世界的關注,傳統觀念都認為真空幹燥設備的(de)能耗高,原因是它需要加真空泵。但是沒有(yǒu)見到過對同一種物料,幹燥到同樣濕(shī)含量時,真正的能耗對比。實際上,真空幹燥是在封閉空間中的低溫幹燥,能源浪費相對較少。盡管如此,真空幹燥設備(bèi)的節能仍然是發展的關鍵。與其它類型幹燥設備相比,真空幹燥設備的節能重點應該放在合理設計,選擇和使用真空(kōng)係統方麵。

能抽水蒸汽的真(zhēn)空(kōng)係統並不很多,目前主要有兩大類,一(yī)類(lèi)是能(néng)直接(jiē)抽水蒸汽的泵,主要有水噴射泵,水蒸氣噴射泵,水環泵和濕式羅(luó)茨泵;另(lìng)一類是用冷凝的辦法捕水。這兩(liǎng)種辦(bàn)法(fǎ)耗(hào)能都比較高,前一類節(jiē)能的(de)方向應該是提(tí)高泵的抽氣效(xiào)率;後一類(lèi)節能的方向是設計如氣固相變(biàn)換熱器的結構和熱效(xiào)率。

 

  3)連續式真空幹燥設備是提高產品的產量,節約能源的重(chóng)要方法

 

  連續式真空幹燥設備(bèi)與周期式真空幹燥設(shè)備相比,輔助時間(jiān)少,節省(shěng)了時間提高了產量。同時他不(bú)必像周期式(shì)真空幹燥設(shè)備那樣,每生產一個循(xún)環,設備溫度高低變化一次(cì),致使部分能量浪費在(zài)設(shè)備構(gòu)件的反複加熱上。因此,節約了能源。

 

  4)真空幹燥(zào)設備與其他幹燥方(fāng)法組合是應該(gāi)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,降低產品成本。例如,蔬菜、水產(chǎn)品和(hé)水果(guǒ)等(děng)產(chǎn)品(pǐn),采用真空(kōng)幹燥(zào)可以(yǐ)保證產品質量,如果在真空幹燥之前,清洗漂燙之(zhī)後,經離心(xīn)脫水(shuǐ),再用冷風幹燥(zào)除去表麵水,然後送入真空幹(gàn)燥設備,就能實現顯(xiǎn)著(zhe)地提高生產效率,同時降低了生產成本(běn)。噴霧與(yǔ)冷凍幹燥相結合也是組合方式之一。這種類似的

組合方式,可以通過試驗,找到(dào)很多種,當然也(yě)要花費一(yī)定時間、精力和財力(lì)。

  5.結束語

 

  真空幹燥設備在(zài)不斷革(gé)新。存在的問題也還不少,如果(guǒ)產、學、研能密切合作,成效會更加顯著。

 

  查閱的資料(liào)有限,見解也可能(néng)不確(què)切(qiē),歡迎指正。

 

參(cān)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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