A vákuumszárító berendezéseknek számos típusa van, sokféle alkalmazási körrel rendelkeznek, és gyorsan fejlődnek. Ez a cikk a különböző típusú vákuumszárító berendezések hazai és nemzetközi fejlesztési trendjére összpontosít, célja az információcsere megkönnyítése, a vákuumszárító berendezések fejlesztése során kezelendő kihívások azonosítása, valamint a vákuumszárító berendezések színvonalának javítása hazámban.
A vákuumszárításnak számos előnye van: az alacsony nyomáson történő szárítás alacsony oxigéntartalmat eredményez, megakadályozza a szárított anyag oxidációját és károsodását, valamint lehetővé teszi a gyúlékony és robbanásveszélyes veszélyes anyagok szárítását; lehetővé teszi az anyagokban lévő nedvesség alacsony hőmérsékleten történő elpárologtatását, megkönnyítve a hőre{0}}érzékeny anyagok szárítását; értékes és hasznos komponenseket tud visszanyerni a szárított anyagból; és megakadályozhatja a mérgező és káros anyagok kibocsátását a szárított anyagból, így környezetbarát "zöld" szárítási módszer. Ezért egyre elterjedtebb a vákuumszárító berendezések alkalmazása.
A vákuumszárítás fő hátránya, hogy vízgőz szivattyúzására alkalmas vákuumrendszerre van szükség, ami magas berendezés-beruházási és üzemeltetési költségeket eredményez; alacsony termelési hatékonyság és kis teljesítmény. Sok tudós és mérnök jelentős erőfeszítéseket tett e hiányosságok kiküszöbölésére. Ugyanakkor a vákuumszárítás számos előnye miatt egyes termékeknél vákuumszárító berendezést kell használni. Ezért a vákuumszárító berendezések fejlesztése ígéretes jövő előtt áll.
1. Folyamatos vákuumszárító berendezések egyenetlen fejlesztése hazai és nemzetközi szinten
A berendezések teljesítményének javítása és a termékminőség biztosítása érdekében külföldön több mint egy évtizede fejlesztettek ki különféle típusú folyamatos vákuumszárító berendezéseket. Kínában azonban a technológiai szint és a közvélemény korlátai miatt a fejlődés viszonylag lassú.
1) Szíj{1}} típusú folyamatos vákuumszárító berendezés
A japán Hisaka Works által gyártott WL-VAQ szalag- típusú folyamatos vákuumszárító berendezés folyékony anyagok, iszapok, paszták, valamint nagy-koncentrációjú és nagy-viszkozitású anyagok szárítására alkalmas. A japán Okawara Corporation által gyártott BV-100.5 vákuumszalag- típusú folyamatos szárító berendezés gőz- és vezetési fűtést használ, minden szakaszban állítható hőmérséklettel, valamint állítható szállítószalag-feszességgel és sebességgel. A svájci Bucher-Guyer AG egy sor szalagos folyamatos vákuumszárító berendezést fejlesztett ki automatikus tisztítóberendezéssel.
A cég 1995 óta foglalkozik szalagos folyamatos vákuumszárító berendezések tervezésével, gyártásával, telepítésével és szervizelésével, technológiája viszonylag kiforrott. A háztartási folyamatos szalagos vákuumszárító berendezések nem elterjedtek. 2004-ben a Guangdong Tartományi Mezőgazdasági Tudományos Akadémia sikeresen kifejlesztett egy kisméretű,{5}}kísérleti berendezést a banánpor szárítására, amely kiváló eredményeket mutatott.
2) Folyamatos vákuumszárító berendezés gabonákhoz
A gabonaszárítás nagy mennyiségben történik, folyamatos szárítóberendezést igényel. Korábban sok országban fejlesztettek ki különféle gabonaszárító berendezéseket, de a magvak vákuumszárítását a magas költségek miatt leginkább magszárításra alkalmazták. Ez azonban tévhit. He Xiang, a Zhengzhou Gabonatudományi Kutató- és Tervező Intézet vezető mérnöke szerint a kukorica számára kifejlesztett folyamatos vákuumszárító berendezésük termelési kapacitása 60 t/d. Az állandó beruházás valamivel magasabb, mint a forró levegős szárítás, de az üzemeltetési költségek összehasonlíthatóak. Figyelembe véve a szárított termék minőségét, beleértve a törési és repedési sebességet a szárítási folyamat során, az alacsony hőmérsékleten történő vákuumszárítás összköltsége nem haladja meg a forró levegős szárítást.
3) Folyamatos vákuumos fagyasztva{1}}szárító berendezés
A bőséges élelmiszer-alapanyag mellett a fagyasztva szárított{0}}termékek gyártási volumene nagyon nagy. Ezért viszonylag korán megjelentek a folyamatos élelmiszer-fagyasztva{2}}szárító berendezések. 1985-ben a dán ATLAS cég gyártotta a CONRAD-800 folyamatos fagyasztva-szárító berendezést a kávé fagyasztva-szárítására, napi 13 tonna gyártási kapacitással. A 2. ábra a berendezés sematikus diagramját mutatja. A 3. ábrán egy Németországban gyártott folyamatos fagyasztva szárító gép látható.
Az első hazai gyártású folyamatos vákuumos fagyasztva{0}}szárító berendezést a Shenyang Hűtéstechnológiai Kutatóintézet fejlesztette ki 2000-ben. A vákuumkamra négyszögletes szerkezetű, a bemeneti/kimeneti kamrák és a szárítókamra között szigetelőlemezek vannak. Mind a bemeneti, mind a kimeneti kamra fel van szerelve automatikus mérőrendszerrel, amely meghatározza a fagyasztva szárított élelmiszer szárítási sebességét, vízeltávolítási sebességét és végső szárítási fokát. Két külső vízcsapda felváltva működik a folyamatos vízbefogás és jégolvadás érdekében.
Jelentős különbség van a folyamatos fagyasztva szárító{0}}berendezések értékesítési volumenében a hazai és a nemzetközi piacok között. 1985 és 1990 között a dán ATLAS cég 18 folyamatos fagyasztva{5}}szárító egységet adott el, amelyek közül egyet Tajvan vásárolt meg, míg a szárazföldi Kína még nem vezette be ezt a fajta berendezést, és az egyetlen hazai gyártású egységet sem értékesítették.
2. Növekszik a vákuumszárító berendezések választéka hazai és nemzetközi szinten egyaránt.
Különféle új és különböző típusú vákuumszárító berendezéseket fejlesztettek ki különböző célokra.
1) A mikrohullámú vákuumszárító berendezés energiát takarít meg és növeli a szárítási sebességet.
2) A porlasztva fagyasztva{1}}szárító berendezés egyesíti a permetezést és a fagyasztva{2}}szárítást, amelyet az anyag tulajdonságai és a termék hozama határoz meg. Az anyagnak folyékony iszapnak kell lennie, amely permetezve fagyasztás után mikro- és nano-méretű részecskéket képez, növelve a száradási sebességet és javítva a termékhozamot.
3) A vákuumgőz{1}}fázisú szárító berendezéseket kifejezetten nagy olaj-bemerült transzformátorok és más hasonló elektromos berendezések szárítására használják. Svájc az 1970-es években fejlesztette ki ezt a terméket. hazám az 1980-as években vezette be ezt a berendezést, majd az 1990-es évek után a technológia nagyrészt beolvadt, és mára teljes berendezéskészletek gyárthatók belföldön.
4) Kis-laboratóriumi fagyasztva{2}}szárító berendezések: Az iskolák és kutatóintézetek igényeinek kielégítésére számos különböző funkciójú, kisméretű-laboratóriumi fagyasztva-szárító berendezést fejlesztettek ki hazai és nemzetközi szinten. A 4-7. ábrán több, a német MartinChrist által gyártott kis-laboratóriumi fagyasztva-szárító látható, amelyek kis méretűek, könnyűek és több{11}}funkciósak. Alapvetően különféle anyagok fagyasztva szárítási kísérleteivel találkozhatnak. Számos hazai gyártó, mint például a Haimen Könnyűipari Gépgyár No
Egykamrás{0}}rendszer
Aszeptikus körülmények között az előfagyasztás és a szárítás is a kondenzációs kamrában történik.
Kétkamrás{0}}rendszer
Az előfagyasztást alacsony-hőmérsékletű hűtőszekrényben vagy rotációs fagyasztóban, a szárítást pedig a kondenzációs kamra feletti szárítókamrában végzik.
5) Fagyasztva{1}}elválasztó típusú gyógyszerészeti fagyasztva{2}}szárító
Az élelmiszer-fagyasztó{0}}szárítók elkülönítik a fagyasztást és a szárítást, így energiát takarítanak meg, időt takarítanak meg és növelik a hozamot. A hagyományos gyógyszerészeti fagyasztva{2}}szárítók egy lépésben fejezik be a fagyasztást és a szárítást a gépben. Egyes nyugat-európai és egyesült államokbeli cégek az élelmiszerek fagyasztva-szárításával megegyező célok elérése érdekében a gyógyszereket elő{{5}fagyasztják, majd szárítógépbe küldik szárításra. A 8. ábra egy folyamatos gyógyszer-előfagyasztó-eszköz fényképét mutatja.
3. Bővülnek a vákuumszárító berendezések funkciói.
Az elektronika és a számítástechnika fejlődésével a vákuumszárító berendezések vezérlőrendszerei és megjelenítési funkciói általában nőttek. A Zhengzhou Gabonatudományi Kutatóintézet által kifejlesztett kukorica vákuumszárító berendezés automatikus vezérléssel és szimulált képernyő-megjelenítési funkciókkal rendelkezik; A Shanghai Dongfulong és a Beijing Suyuan gyártók által gyártott vákuumos fagyasztva szárítók számos funkcióval rendelkeznek, beleértve a fagyasztva-szárítási végpont meghatározását, a fagyasztva-szárítási görbe tervezését, a működési állapot figyelését, a többszörös fagyasztva-szárítási görbék tárolását és a gyártási információk nyomtatását.
Az idegen vákuumszárító berendezések általában több funkcióval rendelkeznek, amelyek többsége robotkarokat tartalmaz a mintavételhez és a szárítási folyamat során történő teszteléshez; néhány forgó vákuumszárító berendezés zúzás és granulálás funkcióval rendelkezik; a gyógyszerészeti fagyasztva{0}}szárító berendezések granulálást is végezhetnek.
4. Több nézet a vákuumszárító berendezések fejlesztéséről
1) Az innováció az alapvető kiút a vákuumszárító berendezések fejlesztéséhez
Jelenleg a vákuumszárító berendezések fejlesztése viszonylag lassú. Az egyik fontos ok a kölcsönös utánzás, amely az azonos technológiai szinten történő stagnálást és az innováció hiányát eredményezi. Az utánzásban erős a kapacitás és a gyorsaság, de gyenge az innováció koncepciója és elégtelen a befektetés. A verseny középpontjában a piaci részesedés, a kapcsolatok kialakítása és az árháború áll. Egy kicsit jobb megközelítés bizonyos erőfeszítéseket igényel a minőség és az -értékesítés utáni szolgáltatások terén. Ezek azonban nem jó módszerek a vákuumszárító berendezések fejlesztésére; emberi erőforrásokba, anyagokba és pénzügyekbe való befektetés szükséges az innovációhoz.
2) Az energiatakarékosság a kulcsa a vákuumszárító berendezések fejlesztésének
Az energiahiány világszerte felkeltette a figyelmet. A hagyományos gondolkodás szerint a vákuumszárító berendezések sok energiát fogyasztanak, mert vákuumszivattyút igényelnek. Hiányoznak azonban a valódi energiafogyasztási összehasonlítások ugyanazon anyag azonos nedvességtartalomra történő szárításához. Valójában a vákuumszárítás alacsony hőmérsékletű, zárt térben végzett szárítás, ami viszonylag kevesebb energiapazarlást eredményez. Mindazonáltal a vákuumszárító berendezések energiamegtakarítása továbbra is kulcsfontosságú a fejlesztés szempontjából. Más típusú szárítóberendezésekkel összehasonlítva a vákuumszárító berendezések energiamegtakarításának középpontjában a vákuumrendszer ésszerű tervezésén, kiválasztásán és használatán kell állnia.
Nem sok olyan vákuumrendszer létezik, amely képes vízgőz szivattyúzására. Jelenleg két fő kategória létezik: az egyik a vízgőz közvetlen szivattyúzására alkalmas szivattyúk, elsősorban a vízsugárszivattyúk, a gőzsugárszivattyúk, a vízgyűrűs szivattyúk és a nedves Roots szivattyúk; a másik kondenzációt használ a víz felfogására. Mindkét módszer viszonylag energiaigényes. Az előbbinél az energiatakarékosság iránya a szivattyú szivattyúzási hatásfokának javítása legyen; az utóbbiaknál az energiatakarékosság iránya az olyan eszközök szerkezetének és termikus hatásfokának tervezése, mint a gáz-szilárdfázisú hőcserélők. 3) A folyamatos vákuumszárító berendezés fontos módszer a termékhozam növelésére és az energiamegtakarításra.
A szakaszos vákuumszárító berendezésekhez képest a folyamatos vákuumszárító berendezések kevesebb segédidőt igényelnek, időt takarítanak meg és növelik a teljesítményt. Továbbá, ellentétben a szakaszos vákuumszárító berendezéssel, nem szükséges, hogy a berendezés hőmérséklete minden gyártási ciklusban ingadozzon, így elkerülhető a berendezés alkatrészeinek ismételt melegítése miatti energiapazarlás. Ezért energiát takarít meg.
4) Ösztönözni kell a vákuumszárító berendezés más szárítási módszerekkel való kombinálását.
A vákuumszárítás más szárítási módszerekkel való kombinálása javíthatja a termelés hatékonyságát és csökkentheti a termékköltségeket. Például az olyan termékek esetében, mint a zöldségek, vízi termékek és gyümölcsök, a vákuumszárítás biztosíthatja a termék minőségét. Ha a tisztítást és blansírozást követően a termékeket centrifugálják a felszíni víz eltávolítása érdekében, majd hideg levegővel szárítják, mielőtt a vákuumszárító berendezésbe kerülnének, jelentős javulást érhet el a termelés hatékonyságában és csökkenthető a gyártási költség. A porlasztva szárítás és a fagyasztva{3}}szárítás kombinálása is egy ilyen kombináció.
Sok hasonló kombinációs módszert találhatunk kísérletezéssel, bár ez jelentős időt, erőfeszítést és pénzügyi erőforrásokat igényel.
5. Következtetés
A vákuumszárító berendezéseket folyamatosan újítják. Azonban még mindig sok probléma van. Ha az ipar, a tudományos élet és a kutatóintézetek szorosan együttműködnek, az eredmények még jelentősebbek lesznek.