روند توسعه داخلی و بین المللی تجهیزات خشک کردن خلاء

تجهیزات خشک کن خلاء انواع مختلفی دارند، کاربردهای گسترده ای دارند و به سرعت در حال توسعه هستند. این مقاله بر روند توسعه داخلی و بین‌المللی انواع تجهیزات خشک‌کن خلاء تمرکز دارد، با هدف تسهیل تبادل اطلاعات، شناسایی چالش‌هایی که باید در توسعه تجهیزات خشک‌کن خلاء مورد توجه قرار گیرند، و سطح تجهیزات خشک‌کن خلاء در کشور من بهبود می‌یابد.

خشک کردن در خلاء مزایای زیادی دارد: خشک کردن در فشار کم منجر به محتوای اکسیژن کم، جلوگیری از اکسید شدن و خراب شدن مواد خشک شده و امکان خشک کردن مواد خطرناک قابل اشتعال و انفجار می شود. امکان تبخیر رطوبت در مواد در دماهای پایین را فراهم می کند و خشک کردن مواد حساس به حرارت را آسان می کند. می تواند اجزای ارزشمند و مفید را از مواد خشک شده بازیابی کند. و می تواند از انتشار مواد سمی و مضر از مواد خشک شده جلوگیری کند و آن را به یک روش خشک کردن "سبز" دوستدار محیط زیست تبدیل کند. بنابراین، استفاده از تجهیزات خشک کردن خلاء به طور فزاینده ای گسترده می شود.

معایب اصلی خشک کردن خلاء نیاز به یک سیستم خلاء با قابلیت پمپاژ بخار آب است که در نتیجه سرمایه گذاری تجهیزات و هزینه های عملیاتی بالایی دارد. و راندمان تولید پایین و خروجی کم. بسیاری از دانشمندان و مهندسان تلاش های قابل توجهی برای غلبه بر این کاستی ها انجام داده اند. در عین حال، به دلیل مزایای فراوان خشک کردن خلاء، برخی از محصولات مجبور به استفاده از تجهیزات خشک کن خلاء هستند. بنابراین، توسعه تجهیزات خشک کردن خلاء آینده امیدوار کننده ای دارد.

1. توسعه نابرابر تجهیزات خشک کردن مداوم خلاء در داخل و خارج از کشور

برای بهبود خروجی تجهیزات و اطمینان از کیفیت محصول، انواع مختلفی از تجهیزات خشک کن مداوم خلاء بیش از یک دهه پیش در خارج از کشور توسعه یافتند. با این حال، در چین، به دلیل محدودیت در سطح فن آوری و درک عمومی، توسعه نسبتا کند بوده است.

1) نوع کمربند{1}}تجهیزات خشک کردن مداوم خلاء

تجهیزات خشک کردن مداوم خلاء نوع WL-VAQ- که توسط شرکت Hisaka Works، ژاپن تولید می‌شود، برای خشک کردن مواد مایع، دوغاب، خمیرها و مواد-با غلظت و ویسکوزیته بالا مناسب است. دستگاه خشک کن پیوسته نوع BV-تسمه خلاء 100.5- تولید شده توسط شرکت Okawara، ژاپن، از بخار و گرمایش هدایت، با دمای قابل تنظیم در هر بخش و کشش و سرعت تسمه نقاله قابل تنظیم استفاده می‌کند. Bucher{9}}Guyer AG سوئیس مجموعه‌ای از تجهیزات خشک‌کن خلاء مداوم از نوع تسمه را با دستگاه تمیزکننده خودکار توسعه داده است.

از سال 1995، این شرکت در طراحی، ساخت، نصب، و خدمات تجهیزات خشک کردن خلاء پیوسته نوع تسمه{1} مشغول است و فناوری آن نسبتاً بالغ است. تجهیزات خشک کردن خلاء تسمه مداوم داخلی رایج نیست. در سال 2004، آکادمی علوم کشاورزی استان گوانگدونگ با موفقیت یک دستگاه آزمایشی-در مقیاس کوچک برای خشک کردن پودر موز ایجاد کرد که نتایج عالی نشان داد.

2) تجهیزات خشک کردن مداوم با خلاء برای غلات

خشک کردن دانه شامل مقادیر زیادی است که به تجهیزات خشک کردن مداوم نیاز دارد. پیش از این، بسیاری از کشورها تجهیزات مختلف خشک کردن غلات را توسعه دادند، اما خشک کردن با خلاء غلات به دلیل هزینه بالا بیشتر برای خشک کردن دانه استفاده می شد. با این حال، این یک تصور اشتباه است. به گفته مهندس ارشد He Xiang از موسسه تحقیقات و طراحی علم غلات ژنگژو، تجهیزات خشک کردن مداوم خلاء ذرت تولید شده آنها ظرفیت تولید 60 تن در روز دارد. سرمایه گذاری ثابت کمی بیشتر از خشک کردن هوای گرم است، اما هزینه های عملیاتی قابل مقایسه است. با توجه به کیفیت محصول خشک شده، از جمله میزان شکستگی و نرخ ترک در طی فرآیند خشک کردن، هزینه کل خشک کردن خلاء در دماهای پایین بیشتر از خشک کردن با هوای گرم نیست.

3) انجماد مداوم در خلاء-تجهیزات خشک کردن

با مواد خام غذایی فراوان، حجم تولید محصولات منجمد-خشک شده بسیار زیاد است. بنابراین، تجهیزات خشک کردن انجماد مداوم مواد غذایی{2}} نسبتاً زود ظاهر شدند. در سال 1985، شرکت دانمارکی ATLAS تجهیزات خشک کن انجمادی CONRAD-800 برای خشک کردن منجمد{13}}قهوه را با ظرفیت تولید 13 تن در روز تولید کرد. شکل 2 نمودار شماتیک این تجهیزات را نشان می دهد. شکل 3 دستگاه خشک کن انجمادی مداوم تولید شده در آلمان را نشان می دهد.

اولین تجهیزات خشک کردن مداوم انجماد خلاء{0}}تولید داخلی با موفقیت توسط موسسه تحقیقات فناوری تبرید شن یانگ در سال 2000 توسعه یافت. هر دو محفظه ورودی و خروجی مجهز به سیستم های توزین خودکار برای تعیین سرعت خشک شدن، سرعت حذف آب و درجه خشک شدن نهایی مواد غذایی یخ زده{3}} هستند. دو تله آب خارجی به طور متناوب برای به دام انداختن مداوم آب و ذوب یخ کار می کنند.

شکاف قابل توجهی در حجم فروش تجهیزات خشک کردن انجماد{0}مداوم بین بازارهای داخلی و بین المللی وجود دارد. از سال 1985 تا 1990، شرکت دانمارکی ATLAS 18 واحد خشک کن انجمادی پیوسته را فروخت که یکی از آنها توسط تایوان خریداری شد، در حالی که سرزمین اصلی چین هنوز این نوع تجهیزات را معرفی نکرده است، و واحد تولید داخلی هنوز فروخته نشده است.

2. تنوع تجهیزات خشک کن خلاء هم در داخل و هم در سطح بین المللی در حال افزایش است.

انواع مختلف و جدید تجهیزات خشک کن خلاء برای اهداف مختلف ساخته شده است.

1) تجهیزات خشک کردن خلاء مایکروویو باعث صرفه جویی در انرژی و افزایش سرعت خشک شدن می شود.

2) تجهیزات خشک کردن انجماد اسپری{1}}تجهیزات خشک کردن اسپری و انجماد- را ترکیب می‌کند که بر اساس ویژگی‌های ماده و عملکرد محصول تعیین می‌شود. این ماده باید یک دوغاب مایع باشد که پس از انجماد اسپری، ذرات میکرو- و-در مقیاس نانو را تشکیل می‌دهد و سرعت خشک شدن را افزایش می‌دهد و بازده محصول را بهبود می‌بخشد.

3) بخار خلاء{1}}تجهیزات خشک کردن فاز به طور خاص برای خشک کردن ترانسفورماتورهای غوطه‌ور شده در روغن بزرگ و سایر تجهیزات الکتریکی مشابه استفاده می‌شود. سوئیس این محصول را در دهه 1970 تولید کرد. کشور من این تجهیزات را در دهه 1980 معرفی کرد و پس از دهه 1990، این فناوری تا حد زیادی جذب شده است و مجموعه های کاملی از تجهیزات اکنون می توانند در داخل کشور تولید شوند.

4)-تجهیزات خشک کردن-انجماد آزمایشگاهی در مقیاس کوچک: برای رفع نیازهای مدارس و مؤسسات تحقیقاتی، چندین دستگاه-انجماد آزمایشگاهی در مقیاس کوچک-در مقیاس کوچک با عملکردهای مختلف در داخل و خارج از کشور توسعه یافته است. شکل 4-7 چندین خشک‌کن انجمادی آزمایشگاهی-در مقیاس کوچک تولید شده توسط MartinChrist آلمانی را نشان می‌دهد که از نظر اندازه کوچک، وزن سبک و چند کارکرده- هستند. آنها اساساً می توانند آزمایش های خشک کردن انجمادی مواد مختلف را برآورده کنند. چندین تولیدکننده داخلی، مانند کارخانه ماشین‌آلات صنایع سبک Haimen شماره. 4، شروع به جذب و معرفی طرح‌ها، توسعه محصولات جدید کرده‌اند، اگرچه عملکرد آنها هنوز به اندازه کافی پایدار نیست.

سیستم یک اتاق-

در شرایط آسپتیک، هم قبل از انجماد و هم خشک کردن در محفظه تراکم انجام می شود.

سیستم-دو محفظه

قبل از انجماد در یک یخچال-در دمای پایین یا فریزر چرخشی و خشک کردن در محفظه خشک کردن بالای محفظه تراکم انجام می شود.

5) منجمد-خشک کن انجمادی دارویی از نوع جداسازی خشک کردن-

برای صرفه جویی در انرژی، صرفه جویی در زمان و افزایش بازده، دستگاه های انجمادی{0}}غذا، انجماد و خشک کردن را از هم جدا می کنند. خشک کن های انجمادی دارویی سنتی در یک مرحله انجماد و خشک کردن را در دستگاه کامل می کنند. برخی از شرکت‌ها در اروپای غربی و ایالات متحده، برای رسیدن به اهداف مشابه با منجمد کردن مواد غذایی-خشک کردن، داروها را از قبل منجمد می‌کنند و سپس آنها را برای خشک کردن به خشک‌کن می‌فرستند. شکل 8 عکسی از دستگاه قبل از انجماد مداوم دارو-را نشان می دهد.

3. عملکرد تجهیزات خشک کردن خلاء در حال افزایش است.

با پیشرفت فناوری الکترونیک و کامپیوتر، سیستم های کنترل و عملکردهای نمایشگر تجهیزات خشک کن خلاء به طور کلی افزایش یافته است. تجهیزات خشک کردن خلاء ذرت که توسط مؤسسه تحقیقاتی علوم دانه ژنگژو ساخته شده است دارای کنترل خودکار و عملکردهای شبیه سازی صفحه نمایش است. خشک کن های انجمادی خلاء تولید شده توسط سازندگانی مانند Shanghai Dongfulong و Beijing Suyuan دارای عملکردهای متعددی از جمله انجماد-تعیین نقطه پایانی خشک کردن، انجماد-طراحی منحنی خشک کردن، نظارت بر وضعیت عملکرد، ذخیره سازی منحنی های خشک کردن چندگانه انجماد-و چاپ اطلاعات تولید هستند.

تجهیزات خشک کردن خلاء خارجی عموماً عملکردهای بیشتری دارند، که بیشتر آنها شامل بازوهای رباتیک برای نمونه برداری و آزمایش در طول فرآیند خشک کردن است. برخی از تجهیزات خشک کن خلاء دوار دارای عملکردهای خرد کردن و دانه بندی هستند. تجهیزات خشک کردن انجمادی{0}}دارویی نیز می‌توانند دانه‌بندی را انجام دهند.

4. چند دیدگاه در مورد توسعه تجهیزات خشک کردن خلاء

1) نوآوری راه اساسی برای توسعه تجهیزات خشک کردن خلاء است

در حال حاضر، توسعه تجهیزات خشک کردن خلاء نسبتا کند است. یکی از دلایل مهم تقلید متقابل است که منجر به رکود در همان سطح تکنولوژیکی و فقدان نوآوری می شود. ظرفیت و سرعت قوی در تقلید وجود دارد، اما مفهوم ضعیفی از نوآوری و سرمایه گذاری ناکافی وجود دارد. رقابت بر سهم بازار، ایجاد روابط و جنگ قیمت متمرکز است. یک رویکرد کمی بهتر مستلزم کمی تلاش در کیفیت و خدمات پس از فروش-است. با این حال، اینها روش های خوبی برای توسعه تجهیزات خشک کردن خلاء نیستند. سرمایه گذاری در منابع انسانی، مواد و امور مالی برای نوآوری ضروری است.

2) صرفه جویی در انرژی کلید توسعه تجهیزات خشک کردن خلاء است

کمبود انرژی توجه جهانی را به خود جلب کرده است. تفکر سنتی معتقد است که تجهیزات خشک کن خلاء انرژی زیادی مصرف می کنند زیرا به پمپ خلاء نیاز دارند. با این حال، فقدان مقایسه مصرف واقعی انرژی برای خشک کردن مواد مشابه با رطوبت یکسان وجود دارد. در واقع، خشک کردن خلاء، خشک کردن با دمای پایین-در یک فضای بسته است که منجر به اتلاف انرژی نسبتاً کمتری می شود. با این وجود، صرفه جویی در انرژی در تجهیزات خشک کردن خلاء برای توسعه آن بسیار مهم است. در مقایسه با سایر انواع تجهیزات خشک کن، تمرکز صرفه جویی در انرژی در تجهیزات خشک کن خلاء باید بر روی طراحی منطقی، انتخاب و استفاده از سیستم خلاء باشد.

سیستم های خلاء زیادی که قادر به پمپاژ بخار آب باشند وجود ندارد. در حال حاضر، دو دسته اصلی وجود دارد: یکی پمپ هایی که می توانند به طور مستقیم بخار آب را پمپ کنند، عمدتاً شامل پمپ های جت آب، پمپ های جت بخار، پمپ های حلقه آب و پمپ های Wet Roots. دیگری استفاده از تراکم برای جذب آب است. هر دو روش نسبتاً{2}}انرژی فشرده هستند. جهت صرفه جویی در انرژی برای اولی باید بهبود بازده پمپاژ پمپ باشد. جهت صرفه جویی در انرژی برای دومی طراحی سازه ها و راندمان حرارتی دستگاه هایی مانند-مبدل حرارتی فاز جامد. 3 گازی است) تجهیزات خشک کردن مداوم خلاء یک روش مهم برای افزایش بازده محصول و صرفه جویی در انرژی است.

در مقایسه با تجهیزات خشک کردن خلاء دسته ای، تجهیزات خشک کردن خلاء پیوسته به زمان کمکی کمتری نیاز دارند که باعث صرفه جویی در زمان و افزایش خروجی می شود. علاوه بر این، بر خلاف تجهیزات خشک کردن خلاء دسته ای، نیازی به نوسان دمای تجهیزات در هر چرخه تولید ندارد، بنابراین از اتلاف انرژی به دلیل گرم کردن مکرر اجزای تجهیزات جلوگیری می شود. بنابراین باعث صرفه جویی در مصرف انرژی می شود.

4) ترکیب تجهیزات خشک کردن خلاء با سایر روش های خشک کردن، روش تولیدی است که باید تشویق شود.

ترکیب خشک کردن خلاء با سایر روش های خشک کردن می تواند کارایی تولید را بهبود بخشد و هزینه های محصول را کاهش دهد. به عنوان مثال، برای محصولاتی مانند سبزیجات، محصولات آبزی و میوه ها، خشک کردن با خلاء می تواند کیفیت محصول را تضمین کند. اگر پس از تمیز کردن و بلانچ کردن، محصولات برای حذف آب های سطحی سانتریفیوژ شده و سپس با هوای سرد قبل از ارسال به تجهیزات خشک کردن خلاء خشک شوند، می توان به بهبود قابل توجهی در راندمان تولید و کاهش هزینه های تولید دست یافت. ترکیب خشک کردن اسپری و خشک کردن انجمادی{3}} نیز یکی از این ترکیبات است.

بسیاری از روش های ترکیبی مشابه را می توان از طریق آزمایش پیدا کرد، اگرچه این امر مستلزم زمان، تلاش و منابع مالی قابل توجهی است.

5. نتیجه گیری

تجهیزات خشک کردن خلاء به طور مداوم در حال نوآوری هستند. با این حال، هنوز مشکلات زیادی وجود دارد. اگر صنعت، دانشگاه و موسسات تحقیقاتی بتوانند همکاری نزدیکی داشته باشند، نتایج حتی قابل توجه تر خواهد بود.