แนวโน้มการพัฒนาอุปกรณ์ทำแห้งสุญญากาศในและต่างประเทศ

มีอุปกรณ์ทำแห้งสุญญากาศหลายประเภท ซึ่งมีการใช้งานที่หลากหลายและกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว บทความนี้อธิบายเฉพาะแนวโน้มการพัฒนาอุปกรณ์ทำแห้งแบบสุญญากาศหลายประเภททั้งในประเทศและต่างประเทศ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูล ระบุปัญหาที่ต้องแก้ไขในการพัฒนาอุปกรณ์ทำแห้งแบบสุญญากาศ และปรับปรุงระดับอุปกรณ์ทำแห้งแบบสุญญากาศในประเทศของเรา

คำสำคัญ: อุปกรณ์อบแห้งแบบสุญญากาศ; การทำให้แห้งแบบเยือกแข็ง

การทำแห้งแบบสุญญากาศมีข้อดีหลายประการ: เมื่อทำให้แห้งภายใต้แรงดันต่ำ ปริมาณออกซิเจนจะต่ำ ซึ่งสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการเสื่อมสภาพของวัสดุที่จะแห้ง และสามารถทำให้สินค้าอันตรายที่ติดไฟและระเบิดได้แห้ง สามารถทำให้ความชื้นในวัสดุกลายเป็นไอที่อุณหภูมิต่ำ ทำให้แห้งวัสดุที่ไวต่อความร้อนได้ง่าย สามารถดึงส่วนประกอบที่มีคุณค่าและมีประโยชน์ในวัสดุแห้งกลับมาได้ สามารถป้องกันการปล่อยสารพิษและสารพิษในวัสดุแห้งและสามารถกลายเป็นการอบแห้ง "สีเขียว" ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้นการประยุกต์ใช้อุปกรณ์ทำแห้งสุญญากาศจึงแพร่หลายมากขึ้น

ข้อเสียเปรียบหลักของการทำแห้งแบบสุญญากาศคือต้องใช้ระบบสุญญากาศที่สามารถแยกไอน้ำได้ ซึ่งส่งผลให้มีการลงทุนอุปกรณ์และต้นทุนการดำเนินงานสูง ประสิทธิภาพการผลิตของอุปกรณ์ต่ำและผลผลิตมีน้อย เพื่อเอาชนะข้อบกพร่องเหล่านี้ คนงานด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจำนวนมากได้ใช้ความพยายามอย่างมาก ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากข้อดีหลายประการของการอบแห้งแบบสุญญากาศ ผลิตภัณฑ์บางอย่างจึงต้องใช้อุปกรณ์การทำให้แห้งแบบสุญญากาศ ดังนั้นการพัฒนาอุปกรณ์ทำแห้งสุญญากาศจึงมีอนาคตที่สดใสมาก

1. การพัฒนาอุปกรณ์อบแห้งแบบสุญญากาศอย่างต่อเนื่องทั้งในและต่างประเทศไม่สมดุล

เพื่อเพิ่มผลผลิตของอุปกรณ์และรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ อุปกรณ์ทำแห้งสุญญากาศต่อเนื่องต่างๆ จึงได้รับการพัฒนาในต่างประเทศเมื่อกว่าทศวรรษที่แล้ว อย่างไรก็ตาม ในประเทศจีน เนื่องจากข้อจำกัดของระดับเทคโนโลยีและแนวคิดทางปัญญาของผู้คน การพัฒนาจึงค่อนข้างช้า

1) อุปกรณ์อบแห้งสูญญากาศแบบสายพานต่อเนื่อง

อุปกรณ์อบแห้งสุญญากาศแบบสายพานต่อเนื่องชนิด WL-VAQ ที่ผลิตโดย Nisaka Manufacturing Co., Ltd. ของญี่ปุ่น เหมาะสำหรับการอบแห้งวัสดุที่เป็นของเหลว ของเหลวข้น เพสต์ วัสดุที่มีความเข้มข้นสูงและมีความหนืดสูง เครื่องอบแห้งแบบต่อเนื่องด้วยสายพานสุญญากาศ BV-100.5 ที่ผลิตโดย Okawara Co., Ltd. แห่งประเทศญี่ปุ่นใช้ไอน้ำและการทำความร้อนแบบการนำไฟฟ้า อุณหภูมิของแต่ละส่วนสามารถปรับได้และความตึงและความเร็วของสายพานลำเลียงก็สามารถปรับได้เช่นกัน บริษัท Buch-Gade ของสวิตเซอร์แลนด์ได้พัฒนาชุดอุปกรณ์ทำแห้งสุญญากาศแบบสายพานต่อเนื่องพร้อมอุปกรณ์ทำความสะอาดอัตโนมัติ

ตั้งแต่ปี 1995 เราได้มีส่วนร่วมในการออกแบบ ผลิต ติดตั้ง และให้บริการอุปกรณ์ทำแห้งสุญญากาศแบบสายพานต่อเนื่อง และเทคโนโลยีของเราค่อนข้างสมบูรณ์

อุปกรณ์อบแห้งสูญญากาศแบบต่อเนื่องสายพานในประเทศไม่ใช่เรื่องธรรมดา ในปี 2004 Guangdong Academy of Agricultural Sciences ประสบความสำเร็จในการพัฒนาอุปกรณ์ทดลองขนาดเล็กสำหรับการอบแห้งผงกล้วย โดยให้ผลลัพธ์ที่ดีมาก

2) อุปกรณ์อบแห้งสุญญากาศต่อเนื่องสำหรับธัญพืช

ปริมาณเมล็ดพืชที่จะอบแห้งมีปริมาณมาก ดังนั้นจึงต้องใช้อุปกรณ์การอบแห้งแบบต่อเนื่อง ในอดีต หลายประเทศทั่วโลกพัฒนาอุปกรณ์อบแห้งเมล็ดพืชจำนวนมาก การทำแห้งเมล็ดพืชด้วยระบบสุญญากาศส่วนใหญ่ใช้สำหรับการอบแห้งเมล็ดพืช เนื่องจากต้นทุนการอบแห้งแบบสุญญากาศสูงเกินไป อันที่จริงนี่เป็นความเข้าใจผิด ตามที่วิศวกรอาวุโส He Xiang จากสถาบันวิจัยและออกแบบเมล็ดพืชเจิ้งโจว อุปกรณ์อบแห้งสุญญากาศแบบต่อเนื่องสำหรับข้าวโพดที่พวกเขาพัฒนาขึ้นมีกำลังการผลิต 60 ตันต่อวัน การลงทุนคงที่สูงกว่าการอบแห้งด้วยลมร้อนเล็กน้อย และต้นทุนการดำเนินงานเท่ากับการอบแห้งด้วยลมร้อน หากคำนึงถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์แห้ง เช่น อัตราการแตกหักและอัตราการปูดในระหว่างกระบวนการอบแห้ง ต้นทุนรวมของการอบแห้งแบบสุญญากาศที่อุณหภูมิต่ำจะไม่สูงกว่าต้นทุนการอบแห้งด้วยลมร้อน

3) อุปกรณ์ทำแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศอย่างต่อเนื่อง

วัตถุดิบอาหารมีอยู่มากมาย และผลผลิตของผลิตภัณฑ์ที่ต้องทำให้แห้งแบบแช่แข็งก็มีขนาดใหญ่มาก ดังนั้นอุปกรณ์ทำแห้งแช่แข็งอาหารแบบต่อเนื่องจึงเกิดขึ้นค่อนข้างเร็ว ในปี 1985 บริษัท ATLAS ของเดนมาร์กได้ผลิต CONRAD - อุปกรณ์ทำแห้งแช่แข็งต่อเนื่อง 800 เครื่องสำหรับการผลิตกาแฟฟรีซดราย โดยมีกำลังการผลิต 13 ตันต่อวัน รูปที่ 2 เป็นแผนผังของอุปกรณ์นี้ รูปที่ 3 แสดงเครื่องทำแห้งแช่แข็งแบบต่อเนื่องที่ผลิตในประเทศเยอรมนี

อุปกรณ์ทำแห้งแช่แข็งแบบสุญญากาศอย่างต่อเนื่องในประเทศเครื่องแรกได้รับการพัฒนาอย่างประสบความสำเร็จโดยสถาบันวิจัยเทคโนโลยีการทำความเย็นเสิ่นหยางในปี 2000 ห้องสุญญากาศใช้โครงสร้างสี่เหลี่ยม แผ่นแยกจะถูกติดตั้งระหว่างถังป้อนและระบายกับถังอบแห้ง ทั้งถังป้อนและระบายมีระบบชั่งน้ำหนักอัตโนมัติ ซึ่งสามารถกำหนดอัตราการอบแห้ง ปริมาณน้ำที่ส่งออก และระดับการอบแห้งขั้นสุดท้ายของอาหารฟรีซดราย กับดักน้ำภายนอกสองตัวทำงานสลับกันเพื่อให้กักเก็บน้ำและละลายน้ำแข็งได้อย่างต่อเนื่อง

มีช่องว่างที่สำคัญในปริมาณการขายอุปกรณ์ทำแห้งเยือกแข็งแบบต่อเนื่องทั้งในและต่างประเทศ ตั้งแต่ปี 1985 ถึง 1990 บริษัท ATLAS ของเดนมาร์กจำหน่ายเครื่องทำแห้งแช่แข็งต่อเนื่องได้ 18 เครื่องในเวลาเพียงห้าปี หนึ่งในนั้นซื้อมาจากไต้หวัน ประเทศจีน อย่างไรก็ตาม จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการนำอุปกรณ์ดังกล่าวไปใช้ในจังหวัดหรือเมืองใดๆ บนจีนแผ่นดินใหญ่ ยังไม่มีการขายเครื่องจักรที่ผลิตในประเทศเพียงเครื่องเดียว

2 อุปกรณ์อบแห้งแบบสุญญากาศที่หลากหลายทั้งในและต่างประเทศมีเพิ่มมากขึ้น

เพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน อุปกรณ์อบแห้งสุญญากาศประเภทใหม่ต่างๆ ได้รับการพัฒนา

1) อุปกรณ์อบแห้งสูญญากาศด้วยไมโครเวฟช่วยประหยัดพลังงานและเพิ่มอัตราการอบแห้ง

2) การผสมผสานระหว่างการทำแห้งแบบพ่นฝอยและแบบแช่เยือกแข็งในอุปกรณ์ทำแห้งแบบสเปรย์แช่แข็งนั้นพิจารณาจากลักษณะของวัสดุและผลผลิตของผลิตภัณฑ์ วัสดุจะต้องเป็นสารละลายของเหลว หลังจากฉีดพ่นและแช่แข็ง จะก่อให้เกิดอนุภาคขนาดไมโครนาโน ซึ่งจะเพิ่มอัตราการทำให้แห้งและเพิ่มผลผลิตของผลิตภัณฑ์

3) อุปกรณ์อบแห้งด้วยเฟสไอสุญญากาศเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการอบแห้งหม้อแปลงแช่น้ำมันขนาดใหญ่และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ที่คล้ายกัน สวิตเซอร์แลนด์พัฒนาผลิตภัณฑ์นี้ในปี 1970 จีนเปิดตัวอุปกรณ์ประเภทนี้ในช่วงทศวรรษ 1980 หลังจากทศวรรษ 1990 การแนะนำและการย่อยอาหารเสร็จสมบูรณ์โดยทั่วไป และตอนนี้สามารถผลิตได้เป็นชุดสมบูรณ์

4) อุปกรณ์ทำแห้งเยือกแข็งในห้องปฏิบัติการขนาดเล็ก: เพื่อตอบสนองความต้องการของโรงเรียนและสถาบันการวิจัย อุปกรณ์ทำแห้งเยือกแข็งในห้องปฏิบัติการขนาดเล็กหลายประเภทพร้อมฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องทั้งในประเทศและต่างประเทศ รูปที่ 4 ถึง 7 แสดงเครื่องทำแห้งแช่แข็งในห้องปฏิบัติการขนาดเล็กหลายเครื่องที่ผลิตโดยบริษัท Martinchrist ของเยอรมัน มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และมีหลายฟังก์ชัน โดยพื้นฐานแล้วสามารถตอบสนองการทดลองทำแห้งแบบเยือกแข็งของวัสดุต่างๆ ได้ ผู้ผลิตในประเทศหลายราย เช่น โรงงานที่สี่ของเครื่องจักรอุตสาหกรรมเบา Haimen ได้เริ่มแยกแยะ ดูดซับ และแนะนำการออกแบบ และได้พัฒนาผลิตภัณฑ์ใหม่ แต่ประสิทธิภาพยังคงไม่เสถียรเพียงพอ

ระบบห้องเดียว

ภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ จะดำเนินการทั้งการแช่แข็งล่วงหน้าและการทำให้แห้งในห้องควบแน่น

ระบบห้องคู่

การแช่แข็งล่วงหน้าจะดำเนินการในตู้เย็นอุณหภูมิต่ำหรือตู้แช่แข็งแบบหมุน และดำเนินการทำให้แห้งในห้องอบแห้งเหนือห้องควบแน่น

5) เครื่องอบแห้งแช่แข็งแบบแยกส่วนสำหรับใช้ในทางเภสัชกรรม

เครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งสำหรับอาหารทั้งหมดทำงานกระบวนการแช่แข็งและการทำให้แห้งแยกกันเพื่อให้บรรลุเป้าหมายในการอนุรักษ์พลังงาน ประหยัดเวลา และเพิ่มผลผลิต ในการแพทย์แผนโบราณ เครื่องทำแห้งแบบแช่แข็งจะทำทั้งการแช่แข็งและการทำให้แห้งในครั้งเดียวภายในเครื่อง บริษัทบางแห่งในยุโรปตะวันตกและสหรัฐอเมริกาเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์เดียวกันกับอาหารที่ทำแห้งแบบแช่แข็ง ให้นำยาที่แช่ไว้ล่วงหน้าแล้วส่งเข้าเครื่องอบแห้งเพื่อทำให้แห้ง รูปที่ 8 แสดงภาพถ่ายของอุปกรณ์ก่อนการแช่แข็งยาแบบต่อเนื่อง

3 ฟังก์ชั่นของอุปกรณ์อบแห้งแบบสุญญากาศกำลังเพิ่มขึ้น

ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ โดยทั่วไประบบควบคุมและฟังก์ชั่นการแสดงผลของอุปกรณ์อบแห้งสุญญากาศจึงเพิ่มขึ้น อุปกรณ์อบแห้งสูญญากาศข้าวโพดที่พัฒนาโดยสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์เมล็ดข้าวเจิ้งโจวมีฟังก์ชั่นการควบคุมอัตโนมัติและการแสดงผลหน้าจอจำลอง เครื่องอบแห้งแบบแช่แข็งสุญญากาศที่ผลิตโดยผู้ผลิต เช่น Shanghai Dongfulong และ Beijing Suyuan มีฟังก์ชันหลายอย่าง รวมถึงการกำหนดจุดสิ้นสุดของการทำแห้งแบบเยือกแข็ง การออกแบบเส้นโค้งการทำแห้งแบบเยือกแข็ง การตรวจสอบสถานะการทำงาน การจัดเก็บเส้นโค้งการทำแห้งแบบเยือกแข็งหลายรายการ และการพิมพ์ข้อมูลการผลิต

เครื่องอบแห้งระบบสุญญากาศจากต่างประเทศมีฟังก์ชั่นมากกว่า ส่วนใหญ่มีแขนกลและสามารถเก็บตัวอย่างเพื่อทดสอบในระหว่างกระบวนการทำให้แห้งได้ อุปกรณ์อบแห้งแบบสุญญากาศแบบหมุนบางชนิดมีหน้าที่ในการบดและบดเป็นเม็ด อุปกรณ์การทำแห้งเยือกแข็งทางเภสัชกรรมยังสามารถใช้สำหรับการทำแกรนูลได้

4 มุมมองหลายประการเกี่ยวกับการพัฒนาอุปกรณ์ทำแห้งแบบสุญญากาศ

นวัตกรรมเป็นแนวทางพื้นฐานในการพัฒนาอุปกรณ์ทำแห้งแบบสุญญากาศ

ปัจจุบันการพัฒนาอุปกรณ์อบแห้งแบบสุญญากาศค่อนข้างช้า เหตุผลสำคัญประการหนึ่งคือการเลียนแบบร่วมกัน โดยคงไว้ซึ่งระดับเทคนิคเท่าเดิมและขาดนวัตกรรม ความสามารถในการเลียนแบบมีความแข็งแกร่ง ความเร็วรวดเร็ว แนวคิดด้านนวัตกรรมไม่ดี และการลงทุนต่ำ พวกเขามุ่งเน้นความพยายามในการแข่งขันในการยึดตลาด การสร้างการเชื่อมต่อ และมีส่วนร่วมในสงครามราคา แนวทางที่ดีกว่าคือการใช้ความพยายามในด้านคุณภาพและบริการหลังการขาย อย่างไรก็ตาม วิธีเหล่านี้ไม่ใช่วิธีที่ดีในการพัฒนาอุปกรณ์ทำแห้งแบบสุญญากาศ จำเป็นต้องลงทุนทรัพยากรบุคคล วัสดุ และการเงินเพื่อสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ

การอนุรักษ์พลังงานเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์ทำแห้งแบบสุญญากาศ

ปัญหาการขาดแคลนพลังงานดึงดูดความสนใจไปทั่วโลก มุมมองดั้งเดิมถือว่าอุปกรณ์ทำแห้งแบบสุญญากาศใช้พลังงานสูงเนื่องจากต้องใช้ปั๊มสุญญากาศ อย่างไรก็ตาม ฉันไม่เคยเห็นการเปรียบเทียบการใช้พลังงานของวัสดุเดียวกันอย่างแท้จริงเมื่อทำให้แห้งโดยมีความชื้นเท่ากัน ในความเป็นจริง การทำแห้งแบบสุญญากาศเป็นกระบวนการทำให้แห้งด้วยอุณหภูมิต่ำที่ดำเนินการในพื้นที่ปิด ส่งผลให้สิ้นเปลืองพลังงานน้อยลง อย่างไรก็ตาม การอนุรักษ์พลังงานของอุปกรณ์ทำแห้งสุญญากาศยังคงเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนา เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์อบแห้งประเภทอื่น อุปกรณ์อบแห้งสุญญากาศควรเน้นการประหยัดพลังงาน

ควรคำนึงถึงการออกแบบ การเลือก และการใช้ระบบสุญญากาศอย่างมีเหตุผล

มีระบบสุญญากาศที่สามารถสกัดไอน้ำได้ไม่มากนัก ปัจจุบันมีสองประเภทหลักๆ หนึ่งคือปั๊มที่สามารถแยกไอน้ำได้โดยตรง รวมถึงปั๊มแรงดันน้ำ ปั๊มแรงดันไอน้ำ ปั้มวงแหวนน้ำ และปั๊มรากเปียก อีกประเภทหนึ่งคือการดักจับน้ำโดยการควบแน่น ทั้งสองวิธีนี้ใช้พลังงานค่อนข้างสูง ทิศทางการอนุรักษ์พลังงานประเภทแรกควรเป็นไปเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสูบน้ำของปั๊ม ทิศทางการประหยัดพลังงานประเภทหลังคือการออกแบบโครงสร้างและประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลี่ยนเฟสก๊าซและของแข็ง

3) อุปกรณ์อบแห้งสุญญากาศแบบต่อเนื่องเป็นวิธีการสำคัญในการเพิ่มผลผลิตของผลิตภัณฑ์และประหยัดพลังงาน

เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์อบแห้งแบบสุญญากาศเป็นระยะ อุปกรณ์อบแห้งแบบสุญญากาศแบบต่อเนื่องต้องใช้เวลาเสริมน้อยกว่า ประหยัดเวลา และเพิ่มผลผลิต ในขณะเดียวกันก็ไม่จำเป็นต้องเป็นเหมือนอุปกรณ์อบแห้งแบบสุญญากาศเป็นระยะๆ ซึ่งอุณหภูมิของอุปกรณ์จะเปลี่ยนแปลงหนึ่งครั้งหลังจากแต่ละรอบการผลิต ส่งผลให้พลังงานบางส่วนสูญเปล่าไปกับการให้ความร้อนซ้ำๆ ของส่วนประกอบอุปกรณ์ ดังนั้นจึงประหยัดพลังงานได้

4) การใช้อุปกรณ์อบแห้งแบบสุญญากาศร่วมกับวิธีการอบแห้งแบบอื่นเป็นวิธีการผลิตที่ควรได้รับการสนับสนุน

การผสมผสานระหว่างการอบแห้งแบบสุญญากาศและวิธีการทำให้แห้งแบบอื่นๆ สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและลดต้นทุนผลิตภัณฑ์ได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับผลิตภัณฑ์ เช่น ผัก ผลิตภัณฑ์จากน้ำ และผลไม้ การทำแห้งแบบสุญญากาศสามารถรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้ หากก่อนการอบแห้งแบบสุญญากาศ พวกเขาจะถูกล้างและลวก จากนั้นนำไปผ่านกระบวนการแยกน้ำแบบแรงเหวี่ยง ตามด้วยการอบแห้งด้วยลมเย็นเพื่อกำจัดน้ำผิวดิน จากนั้นส่งไปยังอุปกรณ์อบแห้งแบบสุญญากาศ จะสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมากและลดต้นทุนการผลิตในเวลาเดียวกัน การผสมผสานระหว่างการพ่นฝอยและการทำแห้งแบบเยือกแข็งก็เป็นหนึ่งในวิธีการรวมกันเช่นกัน คล้ายๆแบบนี้

มีหลายวิธีผสมผสานกันที่สามารถพบได้จากการทดลอง แต่แน่นอนว่าต้องใช้เวลา พลังงาน และทรัพยากรทางการเงินจำนวนหนึ่งด้วย

5 คำกล่าวปิดท้าย

อุปกรณ์ทำแห้งแบบสุญญากาศมีการพัฒนานวัตกรรมอย่างต่อเนื่อง ยังคงมีปัญหาอยู่บ้างเล็กน้อย หากภาคอุตสาหกรรม นักวิชาการ และการวิจัยสามารถร่วมมือกันอย่างใกล้ชิด ผลลัพธ์ที่ได้จะน่าทึ่งยิ่งขึ้น

เนื้อหาที่ฉันได้ปรึกษามีจำกัดและความเข้าใจของฉันอาจไม่ถูกต้อง การแก้ไขยินดีต้อนรับ