Geniş bir uygulama alanına sahip olan ve hızla gelişen birçok vakumlu kurutma ekipmanı türü bulunmaktadır. Bu makale, bilgi alışverişi yapmak, vakumlu kurutma ekipmanının geliştirilmesinde çözülmesi gereken sorunları belirlemek ve ülkemizdeki vakumlu kurutma ekipmanının seviyesini iyileştirmek amacıyla yalnızca çeşitli vakumlu kurutma ekipmanı türlerinin yurt içi ve uluslararası gelişim eğilimlerini detaylandırmaktadır.
Anahtar kelimeler: Vakumlu kurutma Kurutma ekipmanı; Dondurarak kurutma
Vakumlu kurutmanın birçok avantajı vardır: Düşük basınç altında kurutma sırasında oksijen içeriği düşüktür, bu da kurutulan malzemenin oksidasyonunu ve bozulmasını önleyebilir ve yanıcı ve patlayıcı tehlikeli maddeleri kurutabilir. Düşük sıcaklıklarda malzemedeki nemi buharlaştırarak ısıya duyarlı malzemelerin kurutulmasını kolaylaştırır. Kurutulmuş malzemelerdeki değerli ve faydalı bileşenleri geri kazanabilir. Kurutulmuş malzemelerdeki toksik ve zararlı maddelerin emisyonunu önleyebilir ve çevre dostu bir "yeşil" kurutma türü haline gelebilir. Bu nedenle vakumlu kurutma ekipmanlarının uygulaması giderek yaygınlaşmaktadır.
Vakumlu kurutmanın ana dezavantajı, buharı çıkarabilen bir vakum sistemi gerektirmesidir, bu da yüksek ekipman yatırımı ve işletme maliyetlerine yol açar. Ekipmanın üretim verimliliği düşüktür ve çıktı küçüktür. Bu eksikliklerin üstesinden gelmek için birçok bilim ve teknoloji çalışanı büyük çaba sarf etti. Aynı zamanda vakumlu kurutmanın birçok avantajından dolayı bazı ürünlerde vakumlu kurutma ekipmanlarının kullanılması gerekmektedir. Bu nedenle, vakumlu kurutma ekipmanlarının geliştirilmesinin çok umut verici bir geleceği olacaktır.
1. Yurt içi ve yurt dışında sürekli vakumlu kurutma ekipmanlarının gelişimi dengesizdir
Ekipman çıktısını artırmak ve ürün kalitesini garanti altına almak için on yılı aşkın bir süre önce yurt dışında çeşitli sürekli vakumlu kurutma cihazları geliştirildi. Ancak Çin'de teknolojik seviyelerin ve insanların bilişsel kavramlarının sınırlılığı nedeniyle gelişimi nispeten yavaş olmuştur.
1) Bantlı sürekli vakumlu kurutma ekipmanı
Japonya'nın Nisaka Manufacturing Co., Ltd. tarafından üretilen WL-VAQ tipi bantlı sürekli vakumlu kurutma ekipmanı, sıvı malzemeleri, bulamaçları, macunları, yüksek konsantrasyonlu ve yüksek viskoziteli malzemeleri kurutmak için uygundur. Japonya'daki Okawara Co., Ltd. tarafından üretilen BV-100.5 vakum kayışlı sürekli kurutma cihazı, buhar ve iletimli ısıtmayı benimser. Her bölümün sıcaklığı ayarlanabilir ve taşıma bandının gerginliği ve hızı da ayarlanabilir. İsviçre'deki Buch-Gade şirketi, otomatik temizleme cihazlarına sahip bir dizi bantlı sürekli vakumlu kurutma ekipmanı geliştirdi.
1995 yılından bu yana, bantlı sürekli vakumlu kurutma ekipmanlarının tasarımı, üretimi, kurulumu ve servisi ile ilgileniyoruz ve teknolojimiz nispeten olgun.
Yerli bantlı sürekli vakumlu kurutma ekipmanı yaygın değildir. 2004 yılında Guangdong Tarım Bilimleri Akademisi, muz tozunun kurutulması için küçük ölçekli bir deneysel cihazı başarıyla geliştirdi ve çok iyi sonuçlar aldı.
2) Tahıllar için sürekli vakumlu kurutma ekipmanı
Kurutulacak tahıl miktarı çok fazla olduğundan sürekli kurutma ekipmanlarının kullanılması gerekir. Geçmişte dünyanın birçok ülkesinde çok sayıda tahıl kurutma ekipmanı geliştirildi. Tahılların vakumla kurutulması çoğunlukla tohum kurutma için kullanılıyordu çünkü vakumlu kurutmanın maliyeti çok yüksekti. Aslında bu bir yanlış anlaşılmadır. Zhengzhou Tahıl Araştırma ve Tasarım Enstitüsü'nden Kıdemli Mühendis He Xiang'a göre geliştirdikleri sürekli mısır vakumlu kurutma ekipmanının günde 60 ton üretim kapasitesi var. Sabit yatırım, sıcak havayla kurutmanınkinden biraz daha yüksektir ve işletme maliyeti, sıcak havayla kurutmanınkiyle aynıdır. Kurutma işlemi sırasında kırılma oranı ve şişkinlik oranı gibi kurutulan ürünün kalitesi dikkate alınırsa, düşük sıcaklıklarda vakumlu kurutmanın toplam maliyeti, sıcak havayla kurutmanınkinden daha yüksek değildir.
3) Sürekli vakumlu dondurarak kurutma ekipmanı
Gıda hammaddeleri bol miktarda bulunur ve dondurularak kurutulması gereken ürünlerin çıktısı çok fazladır. Bu nedenle sürekli gıda dondurarak kurutma ekipmanları nispeten erken ortaya çıktı. 1985 yılında Danimarkalı ATLAS şirketi, günlük 13 ton üretim kapasitesine sahip, dondurularak kurutulmuş kahve üretimi için CONRAD - 800 sürekli dondurarak kurutma ekipmanını üretti. Şekil 2, bu ekipmanın şematik bir diyagramıdır. Şekil 3, Almanya'da üretilen sürekli bir dondurarak kurutucuyu göstermektedir.
İlk yerli sürekli vakumlu dondurarak kurutma ekipmanı, 2000 yılında Shenyang Soğutma Teknolojisi Araştırma Enstitüsü tarafından başarıyla geliştirildi. Vakum odası dikdörtgen bir yapıyı benimsiyor. Besleme ve boşaltma bunkerleri ile kurutma bunkerleri arasına izolasyon plakaları yerleştirilmiştir. Hem besleme hem de boşaltma siloları, dondurularak kurutulmuş gıdanın kuruma hızını, su çıkışını ve son kuruma derecesini belirleyebilen otomatik tartım sistemleriyle donatılmıştır. Sürekli su yakalama ve buz eritme sağlamak için iki harici su tutucu dönüşümlü olarak çalışır.
Sürekli dondurarak kurutma ekipmanlarının yurt içi ve yurt dışı satış hacminde ciddi bir boşluk bulunmaktadır. 1985'ten 1990'a kadar Danimarka ATLAS Şirketi yalnızca beş yıl içinde 18 sürekli dondurarak kurutma makinesi sattı. Bunlardan biri Tayvan, Çin'den satın alındı. Ancak bugüne kadar Çin ana karasındaki hiçbir il veya şehre böyle bir ekipman getirilmedi. Yerli üretim makinelerden sadece bir tanesi henüz satılmadı.
2 Yurt içi ve yurt dışında vakumlu kurutma ekipmanlarının çeşitleri artıyor
Farklı amaçlara yönelik olarak çeşitli yeni tipte vakumlu kurutma ekipmanları geliştirilmiştir.
1) Mikrodalga vakumlu kurutma ekipmanı enerji tasarrufu sağlar ve kurutma oranını arttırır.
2) Püskürtmeli dondurarak kurutma ekipmanında püskürtme ve dondurarak kurutma kombinasyonu, malzemenin doğasına ve ürünün çıktısına göre belirlenir. Malzeme sıvı bir bulamaç olmalıdır. Püskürtüldükten ve dondurulduktan sonra mikro nano ölçekli parçacıklar oluşturur, bu da kuruma hızını artırır ve ürünün çıktısını artırır.
3) Vakumlu buhar fazlı kurutma ekipmanı, büyük yağa batırılmış transformatörleri ve diğer benzer elektrikli ekipmanı kurutmak için özel olarak tasarlanmış bir cihazdır. İsviçre bu ürünü 1970'li yıllarda geliştirdi. Çin bu tür ekipmanları 1980'lerde tanıttı. 1990'lı yıllardan sonra temel olarak tanıtımı ve sindirimi tamamlanmış olup, artık komple setler halinde üretilebilmektedir.
4) Küçük ölçekli laboratuvar dondurarak kurutma ekipmanı: Okulların ve araştırma kurumlarının ihtiyaçlarını karşılamak için, yurt içinde ve yurt dışında farklı işlevlere sahip çeşitli türde küçük ölçekli laboratuvar dondurarak kurutma ekipmanları geliştirilmiştir. Şekil 4 ila 7, Alman Martinchrist şirketi tarafından üretilen birkaç küçük ölçekli laboratuvar dondurarak kurutucuyu göstermektedir. Boyutları küçüktür, ağırlıkları küçüktür ve birden fazla işlevi vardır. Temel olarak çeşitli malzemelerin dondurarak kurutma deneylerini karşılayabilir. Haimen Hafif Sanayi Makineleri Dördüncü Fabrikası gibi birçok yerli üretici, tasarımları özümsemeye, özümsemeye ve tanıtmaya başladı ve yeni ürünler geliştirdi, ancak performansları hala yeterince istikrarlı değil.
Tek odacıklı sistem
Aseptik koşullar altında, yoğuşma odasında hem ön dondurma hem de kurutma gerçekleştirilir.
Çift odacıklı sistem
Ön dondurma, düşük sıcaklıktaki bir buzdolabında veya döner dondurucuda gerçekleştirilir ve kurutma, yoğunlaşma odasının üzerindeki bir kurutma odasında gerçekleştirilir.
5) Farmasötik kullanım için dondurarak kurutma ayırma tipi dondurarak kurutucu
Gıda dondurma kurutucularının tümü, enerji tasarrufu, zaman tasarrufu ve üretim artışı hedeflerine ulaşmak için dondurma ve kurutma işlemlerini ayrı ayrı çalıştırır. Geleneksel tıpta dondurarak kurutucular, makine içerisinde hem dondurmayı hem de kurutmayı tek seferde tamamlar. Batı Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bazı şirketler, gıdaların dondurularak kurutulmasıyla aynı amaca ulaşmak için ilaçları önceden dondurup daha sonra kurutmak üzere kurutuculara gönderiyor. Şekil 8'de sürekli ilaç ön dondurma ekipmanının fotoğrafı gösterilmektedir.
3 Vakumlu kurutma ekipmanının işlevleri artıyor
Elektronik ve bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle birlikte vakumlu kurutma ekipmanlarının kontrol sistemleri ve görüntüleme fonksiyonları genel olarak artmıştır. Zhengzhou Tahıl Bilimi Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilen mısır vakumlu kurutma ekipmanı, otomatik kontrol ve simülasyon ekranı görüntüleme işlevlerine sahiptir. Shanghai Dongfulong ve Beijing Suyuan gibi üreticiler tarafından üretilen vakumlu dondurma kurutucuları, dondurarak kurutmanın bitiş noktasının belirlenmesi, dondurarak kurutma eğrilerinin tasarlanması, çalışma durumunun kontrol edilmesi, birden fazla dondurarak kurutma eğrisinin saklanması ve üretim bilgilerinin yazdırılması dahil olmak üzere birçok işleve sahiptir.
Yurt dışından gelen vakumlu kurutma ekipmanlarının daha fazla işlevi vardır. Çoğu mekanik kollarla donatılmıştır ve kurutma işlemi sırasında test için numune alabilmektedir. Bazı döner vakumlu kurutma ekipmanları, kırma ve granülasyon işlevlerine sahiptir. Granülasyon için farmasötik dondurarak kurutma ekipmanı da kullanılabilir.
4 Vakumlu kurutma ekipmanının geliştirilmesine ilişkin çeşitli görüşler
İnovasyon, vakumlu kurutma ekipmanlarının geliştirilmesinde temel çıkış yoludur
Şu anda vakumlu kurutma ekipmanlarının gelişimi nispeten yavaştır. Bunun önemli bir nedeni de karşılıklı taklit, aynı teknik düzeyde kalma ve yenilikten yoksunluktur. Taklit yeteneği güçlü, hızı hızlı, inovasyon kavramı zayıf, yatırımı az. Rekabetçi çabalarını pazarı ele geçirmeye, bağlantılar kurmaya ve fiyat savaşlarına girmeye odakladılar. Kalite ve satış sonrası hizmet açısından biraz çaba sarf etmek daha iyi bir yaklaşımdır. Ancak bunların hiçbiri vakumlu kurutma ekipmanı geliştirmenin iyi yolları değildir. Yenilik yapmak için insan, malzeme ve finansal kaynaklara yatırım yapmak gerekir.
Enerji tasarrufu, vakumlu kurutma ekipmanının geliştirilmesinin anahtarıdır
Enerji kıtlığı dünyanın dikkatini çekti. Geleneksel görüş, vakumlu kurutma ekipmanının, bir vakum pompası gerektirmesi nedeniyle yüksek enerji tüketimine sahip olduğunu savunur. Ancak, aynı nem içeriğine kadar kurutulduğunda aynı malzeme için enerji tüketiminin gerçek bir karşılaştırmasına hiç tanık olmadım. Aslında vakumlu kurutma, kapalı alanda gerçekleştirilen ve nispeten daha az enerji israfına neden olan düşük sıcaklıkta bir kurutma işlemidir. Buna rağmen, vakumlu kurutma ekipmanının enerji tasarrufu, geliştirilmesinin anahtarı olmayı sürdürüyor. Diğer kurutma ekipmanı türleriyle karşılaştırıldığında, vakumlu kurutma ekipmanının enerji tasarrufuna odaklanılması gerekir.
Vakum sistemlerinin rasyonel tasarımı, seçimi ve kullanımına yer verilmelidir.
Buhar çıkarabilen çok fazla vakum sistemi yoktur. Şu anda esas olarak iki kategori var. Bunlardan biri, su jeti pompaları, buhar jeti pompaları, su halkalı pompalar ve ıslak Roots pompaları dahil olmak üzere doğrudan buhar çıkarabilen pompalardır. Diğer bir tür ise suyu yoğunlaşma yoluyla yakalamaktır. Bu yöntemlerin her ikisi de nispeten yüksek enerji tüketir. Birinci tip için enerji tasarrufunun yönü, pompanın pompalama verimliliğini arttırmak olmalıdır. İkinci tip enerji tasarrufu yönü, gaz-katı faz değişimli ısı eşanjörlerinin yapısını ve termal verimliliğini tasarlamaktır.
3) Sürekli vakumlu kurutma ekipmanı, ürün çıktısını artırmak ve enerji tasarrufu sağlamak için önemli bir yöntemdir
Periyodik vakumlu kurutma ekipmanıyla karşılaştırıldığında, sürekli vakumlu kurutma ekipmanı daha az yardımcı zaman gerektirir, zamandan tasarruf sağlar ve verimi artırır. Aynı zamanda, ekipmanın sıcaklığının her üretim döngüsünden sonra bir kez değiştiği ve ekipman bileşenlerinin tekrar tekrar ısıtılmasıyla bir miktar enerjinin israf edildiği periyodik vakumlu kurutma ekipmanı gibi olması da gerekmez. Bu nedenle enerji tasarrufu sağlandı.
4) Vakumlu kurutma ekipmanının diğer kurutma yöntemleriyle kombinasyonu savunulması gereken bir üretim yaklaşımıdır.
Vakumlu kurutma ve diğer kurutma yöntemlerinin kombinasyonu, üretim verimliliğini artırabilir ve ürün maliyetlerini azaltabilir. Örneğin sebze, su ürünleri ve meyveler gibi ürünler için vakumlu kurutma, ürün kalitesini garanti edebilir. Vakumla kurutmadan önce yıkanır ve beyazlatılır, ardından santrifüjle dehidrasyona tabi tutulur, ardından yüzey suyunu çıkarmak için soğuk havayla kurutulur ve ardından vakumlu kurutma ekipmanına gönderilirse, bu, üretim verimliliğini önemli ölçüde artırabilir ve aynı zamanda üretim maliyetlerini azaltabilir. Sprey ve dondurarak kurutma kombinasyonu da kombinasyon yöntemlerinden biridir. Bu tür benzer
Deneylerle bulunabilecek pek çok birleştirme yöntemi var ama elbette belli bir zaman, enerji ve maddi kaynak da gerektiriyor.
5 Kapanış konuşması
Vakumlu kurutma ekipmanı sürekli olarak yenilenmektedir. Halen çok sayıda mevcut sorun bulunmaktadır. Endüstri, akademi ve araştırma yakın işbirliği yapabilirse sonuçlar daha dikkat çekici olacaktır.
Başvurduğum materyaller sınırlıdır ve görüşlerim doğru olmayabilir. Düzeltmeler memnuniyetle karşılanır.