Vakuuma žāvēšanas iekārtām ir daudz veidu, tām ir plašs pielietojumu klāsts, un tās strauji attīstās. Šajā rakstā galvenā uzmanība pievērsta vairāku veidu vakuuma žāvēšanas iekārtu vietējām un starptautiskajām attīstības tendencēm, lai atvieglotu informācijas apmaiņu, identificētu problēmas, kas jārisina vakuuma žāvēšanas iekārtu izstrādē, un jāuzlabo vakuuma žāvēšanas iekārtu līmenis manā valstī.
Vakuuma žāvēšanai ir daudz priekšrocību: žāvēšana zemā spiedienā rada zemu skābekļa saturu, novēršot izžuvušā materiāla oksidēšanos un bojāšanos, kā arī ļaujot izžūt uzliesmojošus un sprādzienbīstamus bīstamus materiālus; tas ļauj iztvaicēt materiālos esošo mitrumu zemā temperatūrā, padarot to viegli izžāvētu karstumjutīgus materiālus; tā var atgūt vērtīgas un noderīgas sastāvdaļas no žāvētā materiāla; un tas var novērst toksisku un kaitīgu vielu emisiju no žāvētā materiāla, padarot to par videi draudzīgu "zaļo" žāvēšanas metodi. Tāpēc vakuuma žāvēšanas iekārtu pielietošana kļūst arvien izplatītāka.
Galvenie vakuuma žāvēšanas trūkumi ir nepieciešamība pēc vakuuma sistēmas, kas spēj sūknēt ūdens tvaikus, kā rezultātā ir lielas aprīkojuma investīcijas un ekspluatācijas izmaksas; un zema ražošanas efektivitāte un maza izlaide. Daudzi zinātnieki un inženieri ir pielikuši ievērojamas pūles, lai novērstu šos trūkumus. Tajā pašā laikā, pateicoties daudzajām vakuuma žāvēšanas priekšrocībām, dažiem produktiem ir jāizmanto vakuuma žāvēšanas iekārtas. Tāpēc vakuuma žāvēšanas iekārtu attīstībai ir daudzsološa nākotne.
1. Nevienmērīga vakuuma žāvēšanas iekārtu attīstība vietējā un starptautiskā mērogā
Lai uzlabotu iekārtu izlaidi un nodrošinātu produktu kvalitāti, pirms vairāk nekā desmit gadiem ārvalstīs tika izstrādātas dažāda veida nepārtrauktas vakuuma žāvēšanas iekārtas. Tomēr Ķīnā tehnoloģiskā līmeņa un sabiedrības uztveres ierobežojumu dēļ attīstība ir bijusi salīdzinoši lēna.
1) Lentas{1}} tipa nepārtrauktas vakuuma žāvēšanas aprīkojums
WL-VAQ lentes- tipa nepārtrauktās vakuuma žāvēšanas iekārtas, ko ražo Hisaka Works, Japāna, ir piemērotas šķidru materiālu, vircas, pastas un augstas-koncentrācijas un augstas{3}viskozitātes materiālu žāvēšanai. BV-100.5 vakuuma lentes- tipa nepārtrauktās žāvēšanas ierīce, ko ražo Okawara Corporation, Japāna, izmanto tvaiku un vadīšanas sildīšanu ar regulējamu temperatūru katrā sekcijā un regulējamu konveijera lentes spriegojumu un ātrumu. Šveices uzņēmums Bucher-Guyer AG ir izstrādājis virkni lentveida nepārtrauktas vakuuma žāvēšanas iekārtu ar automātisku tīrīšanas ierīci.
Kopš 1995. gada uzņēmums nodarbojas ar lentes-tipa nepārtrauktas vakuuma žāvēšanas iekārtu projektēšanu, ražošanu, uzstādīšanu un apkalpošanu, un to tehnoloģija ir salīdzinoši nobriedusi. Sadzīves nepārtrauktas lentes vakuuma žāvēšanas iekārtas nav izplatītas. 2004. gadā Guandunas provinces Lauksaimniecības zinātņu akadēmija veiksmīgi izstrādāja neliela mēroga eksperimentālu ierīci banānu pulvera žāvēšanai, kas uzrādīja izcilus rezultātus.
2) Nepārtrauktas vakuuma žāvēšanas iekārtas graudiem
Graudu žāvēšana notiek lielos daudzumos, kam nepieciešamas nepārtrauktas žāvēšanas iekārtas. Iepriekš daudzās valstīs tika izstrādātas dažādas graudu žāvēšanas iekārtas, bet sēklu žāvēšanai lielākoties tika izmantota graudu žāvēšana augstās izmaksas dēļ. Tomēr tas ir maldīgs priekšstats. Saskaņā ar vecākā inženiera He Sjanu no Džendžou Graudu zinātnes pētniecības un projektēšanas institūta teiktā, viņu izstrādātās nepārtrauktās kukurūzas vakuuma žāvēšanas iekārtas ražošanas jauda ir 60 t/d. Fiksētās investīcijas ir nedaudz lielākas nekā karstā gaisa žāvēšanai, taču ekspluatācijas izmaksas ir salīdzināmas. Ņemot vērā kaltētā produkta kvalitāti, ieskaitot lūšanas ātrumu un plaisāšanas ātrumu žāvēšanas procesā, kopējās vakuuma žāvēšanas izmaksas zemā temperatūrā nav lielākas par žāvēšanu ar karstu gaisu.
3) Nepārtrauktas vakuuma sasaldēšanas{1}}žāvēšanas iekārtas
Ar bagātīgām pārtikas izejvielām liofilizēto-žāvētu produktu ražošanas apjoms ir ļoti liels. Tāpēc nepārtrauktas pārtikas sasaldēšanas{2}}žāvēšanas iekārtas parādījās salīdzinoši agri. 1985. gadā Dānijas uzņēmums ATLAS ražoja CONRAD-800 nepārtrauktas saldēšanas-žāvēšanas iekārtas kafijas liofilizēšanai{13}}ar ražošanas jaudu 13 tonnas dienā. 2. attēlā parādīta šīs iekārtas shematiska diagramma. 3. attēlā parādīta Vācijā ražota nepārtrauktas liofilizēšanas iekārta.
Šeņjanas Saldēšanas tehnoloģiju pētniecības institūts 2000. gadā veiksmīgi izstrādāja pirmo vietējā tirgū ražoto nepārtrauktas vakuuma sasaldēšanas{0}}žāvēšanas iekārtu. Vakuuma kamerai ir taisnstūrveida struktūra ar izolācijas plāksnēm starp ieplūdes/izplūdes kamerām un žāvēšanas kameru. Gan ieplūdes, gan izplūdes kameras ir aprīkotas ar automātiskām svēršanas sistēmām, lai noteiktu sasaldētās -kaltētās pārtikas žāvēšanas ātrumu, ūdens noņemšanas ātrumu un galīgo žāvēšanas pakāpi. Divi ārējie ūdens uztvērēji darbojas pārmaiņus, lai nodrošinātu nepārtrauktu ūdens uztveršanu un ledus kušanu.
Pastāv ievērojama atšķirība starp iekšzemes un starptautiskajiem tirgiem nepārtrauktas saldēšanas{0}}žāvēšanas iekārtu pārdošanas apjomā. No 1985. gada līdz 1990. gadam Dānijas uzņēmums ATLAS pārdeva 18 nepārtrauktas saldēšanas žāvēšanas iekārtas, no kurām vienu iegādājās Taivāna, savukārt kontinentālā Ķīna vēl nav ieviesusi šāda veida iekārtas, un viena vietējā ražotā iekārta vēl nav pārdota.
2. Vakuuma žāvēšanas iekārtu dažādība pieaug gan vietējā, gan starptautiskā mērogā.
Ir izstrādātas dažādas jaunas un dažāda veida vakuuma žāvēšanas iekārtas dažādiem mērķiem.
1) Mikroviļņu vakuuma žāvēšanas iekārta ietaupa enerģiju un palielina žāvēšanas ātrumu.
2) Izsmidzināšanas liofilizēšanas iekārtas apvieno izsmidzināšanu un liofilizēšanu, ko nosaka materiāla īpašības un produkta iznākums. Materiālam ir jābūt šķidrai vircai, kas pēc sasaldēšanas ar aerosolu veido mikro- un nano-mēroga daļiņas, palielinot žūšanas ātrumu un uzlabojot produkta iznākumu.
3) Vakuuma tvaiku -fāzes žāvēšanas iekārtas tiek īpaši izmantotas lielu eļļas -iegremdētu transformatoru un citu līdzīgu elektrisko iekārtu žāvēšanai. Šveice šo produktu izstrādāja 1970. gados. mana valsts ieviesa šo aprīkojumu 80. gados, un pēc 1990. gadiem tehnoloģija ir lielā mērā asimilēta, un tagad pilnu aprīkojuma komplektu var ražot iekšzemē.
4) Maza mēroga-laboratoriju saldēšanas-žāvēšanas iekārtas: lai apmierinātu skolu un pētniecības iestāžu vajadzības, vietējā un starptautiskā mērogā ir izstrādātas vairākas maza mēroga-laboratoriju saldēšanas-žāvēšanas ierīces ar dažādām funkcijām. 4 Tie būtībā var izpildīt dažādu materiālu liofilizēšanas eksperimentus. Vairāki pašmāju ražotāji, piemēram, Haimenas vieglās rūpniecības mašīnu rūpnīca Nr
Viena{0}}kameras sistēma
Aseptiskos apstākļos gan iepriekšēja-sasaldēšana, gan žāvēšana tiek veikta kondensācijas kamerā.
Divu{0}}kameru sistēma
Iepriekšējo-saldēšanu veic zemas-temperatūras ledusskapī vai rotācijas saldētavā, un žāvēšanu veic žāvēšanas kamerā virs kondensācijas kameras.
5) Saldēšanas{1}}atdalīšanas tipa farmaceitiskais saldēšanas{2} žāvētājs
Pārtikas saldēšanas{0}}žāvētāji atdala saldēšanu un žāvēšanu, lai taupītu enerģiju, laiku un palielinātu ražu. Tradicionālie farmaceitiskie saldēšanas -žāvējumi iekārtā pabeidz sasaldēšanu un žāvēšanu vienā darbībā. Daži uzņēmumi Rietumeiropā un Amerikas Savienotajās Valstīs, lai sasniegtu tādus pašus mērķus kā pārtikas produktu sasaldēšana{4}}, zāles iepriekš{{5}sasaldē un pēc tam nosūta uz žāvētāju žāvēšanai. 8. attēlā parādīts nepārtrauktas zāļu pirms-sasaldēšanas ierīces fotoattēls.
3. Vakuuma žāvēšanas iekārtu funkcijas palielinās.
Attīstoties elektronikai un datortehnoloģijām, vakuuma žāvēšanas iekārtu vadības sistēmas un displeja funkcijas kopumā ir palielinājušās. Kukurūzas vakuuma žāvēšanas iekārtai, ko izstrādājis Zhengzhou Graudu zinātnes pētniecības institūts, ir automātiska vadība un simulētas ekrāna displeja funkcijas; Vakuuma saldēšanas žāvētājiem, ko ražo tādi ražotāji kā Shanghai Dongfulong un Beijing Suyuan, ir vairākas funkcijas, tostarp sasaldēšanas-žāvēšanas beigu punkta noteikšana, sasaldēšanas-žāvēšanas līknes dizains, darbības statusa uzraudzība, vairāku sasaldēšanas-žāvēšanas līkņu glabāšana un ražošanas informācijas drukāšana.
Ārvalstu vakuuma žāvēšanas iekārtām parasti ir vairāk funkciju, no kurām lielākā daļa ietver robotizētas rokas paraugu ņemšanai un testēšanai žāvēšanas procesa laikā; dažām rotācijas vakuuma žāvēšanas iekārtām ir drupināšanas un granulēšanas funkcijas; farmaceitiskās liofilizācijas{0}}žāvēšanas iekārtas var veikt arī granulēšanu.
4. Vairāki viedokļi par vakuuma žāvēšanas iekārtu attīstību
1) Inovācijas ir galvenā izeja vakuuma žāvēšanas iekārtu attīstībā
Šobrīd vakuuma žāvēšanas iekārtu izstrāde notiek salīdzinoši lēni. Viens būtisks iemesls ir savstarpēja atdarināšana, kā rezultātā notiek stagnācija vienā tehnoloģiskajā līmenī un inovāciju trūkums. Atdarināšanai ir liela jauda un ātrums, bet vāja inovācijas koncepcija un nepietiekami ieguldījumi. Konkurence ir vērsta uz tirgus daļu, attiecību veidošanu un cenu kariem. Nedaudz labāka pieeja ietver zināmas pūles kvalitātes un pēc-pārdošanas pakalpojumu jomā. Tomēr šīs nav labas metodes vakuuma žāvēšanas iekārtu izstrādei; inovācijai ir nepieciešami ieguldījumi cilvēkresursos, materiālos un finansēs.
2) Enerģijas taupīšana ir vakuuma žāvēšanas iekārtu izstrādes atslēga
Enerģijas trūkums ir piesaistījis pasaules uzmanību. Tradicionālā domāšana uzskata, ka vakuuma žāvēšanas iekārtas patērē daudz enerģijas, jo tam ir nepieciešams vakuumsūknis. Tomēr trūkst reālu enerģijas patēriņa salīdzinājumu viena un tā paša materiāla žāvēšanai līdz tādam pašam mitruma saturam. Patiesībā žāvēšana vakuumā ir žāvēšana zemā-temperatūra slēgtā telpā, kā rezultātā tiek patērēts salīdzinoši mazāk enerģijas. Neskatoties uz to, enerģijas taupīšana vakuuma žāvēšanas iekārtās joprojām ir izšķiroša tās attīstībā. Salīdzinot ar citiem žāvēšanas iekārtu veidiem, vakuuma žāvēšanas iekārtās enerģijas taupīšanas uzmanības centrā ir jābūt vakuuma sistēmas racionālai konstrukcijai, izvēlei un izmantošanai.
Nav daudz vakuuma sistēmu, kas spēj sūknēt ūdens tvaikus. Pašlaik ir divas galvenās kategorijas: viena ir sūkņi, kas var tieši sūknēt ūdens tvaikus, galvenokārt ūdens strūklas sūkņi, tvaika strūklas sūkņi, ūdens gredzena sūkņi un mitrās saknes sūkņi; otrs izmanto kondensātu ūdens uztveršanai. Abas metodes ir salīdzinoši -enerģijaietilpīgas. Enerģijas taupīšanas virzienam pirmajam vajadzētu būt sūkņa sūknēšanas efektivitātes uzlabošanai; enerģijas taupīšanas virziens pēdējam ir tādu ierīču kā gāzes -cietās fāzes siltummaiņu. 3 konstrukciju un termiskās efektivitātes projektēšana. Nepārtrauktas vakuuma žāvēšanas iekārtas ir svarīga metode produkta iznākuma palielināšanai un enerģijas taupīšanai.
Salīdzinot ar sērijveida vakuuma žāvēšanas iekārtām, nepārtrauktas vakuuma žāvēšanas iekārtām ir nepieciešams mazāks papildu laiks, tādējādi ietaupot laiku un palielinot jaudu. Turklāt atšķirībā no sērijveida vakuuma žāvēšanas iekārtām tai nav nepieciešamas iekārtas temperatūras svārstības katrā ražošanas ciklā, tādējādi izvairoties no enerģijas izšķērdēšanas iekārtas komponentu atkārtotas uzkaršanas dēļ. Tāpēc tas ietaupa enerģiju.
4) Vakuuma žāvēšanas iekārtu apvienošana ar citām žāvēšanas metodēm ir ražošanas metode, kas būtu jāveicina.
Vakuuma žāvēšanas apvienošana ar citām žāvēšanas metodēm var uzlabot ražošanas efektivitāti un samazināt produktu izmaksas. Piemēram, tādiem produktiem kā dārzeņi, ūdens produkti un augļi, vakuuma žāvēšana var nodrošināt produkta kvalitāti. Ja pēc tīrīšanas un blanšēšanas produktus centrifugē, lai atdalītu virszemes ūdeni, un pēc tam žāvē ar aukstu gaisu pirms nosūtīšanas uz vakuuma žāvēšanas iekārtu, var panākt ievērojamus ražošanas efektivitātes uzlabojumus un samazināt ražošanas izmaksas. Viena no šādām kombinācijām ir arī žāvēšana ar izsmidzināšanu un žāvēšana -saldēšanā.
Daudzas līdzīgas kombinācijas metodes var atrast eksperimentējot, lai gan tas prasīs ievērojamu laiku, pūles un finanšu resursus.
5. Secinājums
Vakuuma žāvēšanas iekārtas tiek pastāvīgi pilnveidotas. Tomēr joprojām ir daudz problēmu. Ja rūpniecība, akadēmiskās aprindas un pētniecības iestādes varēs cieši sadarboties, rezultāti būs vēl nozīmīgāki.