真空干燥設備的國內外發(fā)展動(dòng)態(tài)

真空干燥設備種類(lèi)較多，應用領(lǐng)域廣泛，發(fā)展比較迅速。本文僅就其中幾種真空干燥設備的國內外發(fā)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行闡述，以求實(shí)現交流信息，找出發(fā)展真空干燥設備需解決的難題，提高我國真空干燥設備水平的目的。

關(guān)鍵詞：真空干燥；干燥設備；冷凍干燥

真空干燥有許多優(yōu)點(diǎn)：在低壓下干燥時(shí)氧含量低，能防止被干燥物料氧化變質(zhì)，可干燥易燃易爆的危險品；可在低溫下使物料中的水分汽化，易于干燥熱敏性物料；能回收被干燥物料中的貴重和有用的成分；能防止被干燥物料中有毒有害物質(zhì)的排放，可成為環(huán)保類(lèi)型的“綠色”干燥。因此，真空干燥設備的應用日益廣泛。

真空干燥的主要缺點(diǎn)是需要一套能抽水蒸汽的真空系統，使得設備投資費用高，運轉費用高；設備生產(chǎn)效率低，產(chǎn)量小。為克服這些缺點(diǎn)，不少科技工作者，做出了許多努力。同時(shí)，由于真空干燥有許多優(yōu)點(diǎn)，有些產(chǎn)品不得不采用真空干燥設備。因此，真空干燥設備的發(fā)展會(huì )很有前途。

1．國內外連續式真空干燥設備發(fā)展不平衡

為提高設備產(chǎn)量，保證產(chǎn)品質(zhì)量，在十幾年前國外就開(kāi)發(fā)出多種連續式真空干燥設備。但在國內受技術(shù)水平和人們認識觀(guān)念的限制，發(fā)展比較緩慢。

1）帶式連續真空干燥設備

日本日阪制作所生產(chǎn)WL-VAQ型帶式連續真空干燥設備，適合于液體物料，泥漿狀，糊膏狀告濃度和高粘度無(wú)聊的干燥。日本大川原株式生產(chǎn)的BV-100.5型真空帶式連續干燥裝置，采用蒸汽和傳導加熱，各區段溫度可調，傳送帶張緊度和速度可調。瑞士的布赫–蓋德公司開(kāi)發(fā)了一系列帶式連續式真空干燥設備，帶有自動(dòng)清洗裝置。

從1995年開(kāi)始從事帶式連續真空干燥設備的設計、制造、安裝和服務(wù)，技術(shù)比較成熟。

國產(chǎn)帶式連續真空干燥設備并不多見(jiàn)，2004年廣東省農業(yè)科學(xué)研究所研制成功了小型試驗設備，用于香蕉粉的干燥，效果很好。

2）谷物連續式真空干燥設備

谷物干燥量很大，必須用連續式干燥設備。以前世界各國都研制了不少谷物干燥設備，而真空干燥谷物多用在種子干燥，原因是真空干燥成本太高。實(shí)際上這是一種誤區，據鄭州糧食科學(xué)研究設計院何翔高級工程師介紹，他們研制的連續式玉米真空干燥設備，生產(chǎn)能力為60t/d，固定投資略高于熱風(fēng)干燥，運轉費用與熱風(fēng)干燥持平。如果考慮干燥產(chǎn)品的質(zhì)量，干燥過(guò)程破損率、暴腰率等，在低溫狀態(tài)下的真空干燥總成本并不比熱風(fēng)干燥高。

3）連續式真空冷凍干燥設備

食品原料豐富，需要凍干的產(chǎn)品產(chǎn)量很大。因此，連續食品凍干設備出現的較早。丹麥ATLAS公司1985年就生產(chǎn)出了CONRAD–800型連續式凍干設備，用于凍干咖啡生產(chǎn)，生產(chǎn)能力每天13t，圖2是該設備的示意圖。圖3是德國生產(chǎn)的一種連續式凍干機。

國產(chǎn)第一臺連續式真空冷凍干燥設備于2000年由沈陽(yáng)制冷技術(shù)研究所研制成功。真空室采用矩形結構，進(jìn)出料倉與干燥倉之間設有隔離片，進(jìn)出料倉內均設有自動(dòng)稱(chēng)重系統，能判斷出凍干食品的干燥速率，出水量和最終干燥程度。兩個(gè)外置式捕水器交替工作，實(shí)現連續式捕水和融冰。

國內外連續式凍干設備的銷(xiāo)售量差距很大。丹麥ATLAS公司從1985年到1990年5年間就銷(xiāo)售了18臺連續式凍干設備，其中我國臺灣購到1臺，而大陸各省市至今沒(méi)有引進(jìn)這種設備，僅1臺國產(chǎn)設備至今還沒(méi)有銷(xiāo)售出去。

2．國內外真空干燥設備的品種都在增加

出于不同的目的，研制出各種新型的不同的真空干燥設備。

1）微波真空干燥設備節能，提高干燥速率。

2）噴霧冷凍干燥設備噴霧與冷凍干燥相結合是由物料的性質(zhì)和產(chǎn)品的產(chǎn)量決定的，物料必需是液態(tài)漿料，經(jīng)噴霧凍結后形成微納尺度的顆粒，增加了干燥速率，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。

3）真空汽相干燥設備是專(zhuān)門(mén)用于大型油浸式變壓器以及其它類(lèi)似電器設備干燥的裝置。瑞士在20世紀70年代開(kāi)發(fā)出這種產(chǎn)品。我國于20世紀80年代引進(jìn)了這種設備，90年代之后已經(jīng)基本上完成了引進(jìn)消化，現在可以成套生產(chǎn)。

4）小型實(shí)驗用凍干設備為適應學(xué)校和科研單位的需要，國內外相繼開(kāi)發(fā)幾種不同功能的小型實(shí)驗用凍干設備。圖4~7是德國Martinchrist公司生產(chǎn)的幾種小型實(shí)驗用凍干機，其體積小，重量輕，功能多?；旧夏軡M(mǎn)足各種物料的凍干實(shí)驗。國內已經(jīng)有海門(mén)輕工機械四廠(chǎng)等幾個(gè)廠(chǎng)家開(kāi)始消化吸收、引進(jìn)設計，研制出了新的產(chǎn)品，只是性能還不夠穩定。

單腔系統

在無(wú)菌條件下，預凍和干燥均在冷凝腔中進(jìn)行。

雙腔系統

預凍在低溫冰箱或旋凍器中進(jìn)行，干燥在冷凝腔上方的干燥室內進(jìn)行。

5）凍干分離型醫藥用凍干機

食品用凍干機都是冷凍與干燥分開(kāi)進(jìn)行的，以實(shí)現節約能源，節省時(shí)間，提高產(chǎn)量的目的。傳統醫藥用凍干機則都是冷凍和干燥在機器里一次完成的。西歐和美國的一些公司，為實(shí)現與食品凍干一樣的目的，將藥品預先冷凍，然后再送入干燥機中干燥。圖8給出了連續式藥品預凍設備照片。

3．真空干燥設備的功能在增加

隨著(zhù)電子與計算機技術(shù)的進(jìn)步，真空干燥設備的控制系統和顯示功能普遍增加了。鄭州糧食科學(xué)研究院研制的玉米真空干燥設備有自動(dòng)控制和模擬屏顯示功能；上海東富龍，北京速原等廠(chǎng)家生產(chǎn)的真空冷凍干燥機有凍干終點(diǎn)判斷，設計凍干曲線(xiàn)，查看運行狀況，存貯多條凍干曲線(xiàn)，打印生產(chǎn)信息等多種功能。

國外的真空干燥設備功能更多一些，大多數都有機械手，在干燥過(guò)程中可以取樣化驗；有些旋轉類(lèi)型的真空干燥設備具有粉碎和造粒功能；醫藥用凍干設備也能造粒。

4．對發(fā)展真空干燥設備的幾點(diǎn)看法

1)創(chuàng )新是發(fā)展真空干燥設備的根本出路

目前真空干燥設備發(fā)展較慢，有1個(gè)重要的原因是互相仿制，在同一技術(shù)水平上徘徊，缺乏創(chuàng )新。仿制的能力強，速度快，創(chuàng )新的觀(guān)念差，投入少。把競爭的精力放在了搶市場(chǎng)，拉關(guān)系，價(jià)格戰方面。好一點(diǎn)的作法是在質(zhì)量上和售后服務(wù)上，下了一些功夫。但這些都不是發(fā)展真空干燥設備的好方法，必須投入人力、物力、財力去創(chuàng )新。

2)節能是發(fā)展真空干燥設備的關(guān)鍵

能源緊缺已經(jīng)受到了全世界的關(guān)注，傳統觀(guān)念都認為真空干燥設備的能耗高，原因是它需要加真空泵。但是沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)對同一種物料，干燥到同樣濕含量時(shí)，真正的能耗對比。實(shí)際上，真空干燥是在封閉空間中的低溫干燥，能源浪費相對較少。盡管如此，真空干燥設備的節能仍然是發(fā)展的關(guān)鍵。與其它類(lèi)型干燥設備相比，真空干燥設備的節能重點(diǎn)應

該放在合理設計，選擇和使用真空系統方面。

能抽水蒸汽的真空系統并不很多，目前主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)是能直接抽水蒸汽的泵，主要有水噴射泵，水蒸氣噴射泵，水環(huán)泵和濕式羅茨泵；另一類(lèi)是用冷凝的辦法捕水。這兩種辦法耗能都比較高，前一類(lèi)節能的方向應該是提高泵的抽氣效率；后一類(lèi)節能的方向是設計如氣固相變換熱器的結構和熱效率。

3)連續式真空干燥設備是提高產(chǎn)品的產(chǎn)量，節約能源的重要方法

連續式真空干燥設備與周期式真空干燥設備相比，輔助時(shí)間少，節省了時(shí)間提高了產(chǎn)量。同時(shí)他不必像周期式真空干燥設備那樣，每生產(chǎn)一個(gè)循環(huán)，設備溫度高低變化一次，致使部分能量浪費在設備構件的反復加熱上。因此，節約了能源。

4)真空干燥設備與其他干燥方法組合是應該提倡的生產(chǎn)方式

真空干燥與其他干燥方法相結合能提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品成本。例如，蔬菜、水產(chǎn)品和水果等產(chǎn)品，采用真空干燥可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，如果在真空干燥之前，清洗漂燙之后，經(jīng)離心脫水，再用冷風(fēng)干燥除去表面水，然后送入真空干燥設備，就能實(shí)現顯著(zhù)地提高生產(chǎn)效率，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。噴霧與冷凍干燥相結合也是組合方式之一。這種類(lèi)似的

組合方式，可以通過(guò)試驗，找到很多種，當然也要花費一定時(shí)間、精力和財力。

5．結束語(yǔ)

真空干燥設備在不斷革新。存在的問(wèn)題也還不少，如果產(chǎn)、學(xué)、研能密切合作，成效會(huì )更加顯著(zhù)。

查閱的資料有限，見(jiàn)解也可能不確切，歡迎指正。

參考文獻

[1]Geerg-WilhelmOetjen，PeterHaseley，Freeze-Drying，2004WILEY-VCHVerlagGmbhco.KGaA，Weimbeim

[2]eldner，M.，SteinKamp，H.，spreckelmeyer，J.:EinsatzvonneuenK?ltemittelnundderLN2-TechnikbeiLyophili-Sationsanlagen.APV-Symposium，

Bonn，September2000

[3]Rey，L.:OptimizinglyophilizationofbiopharmaceuticalsGenet.Eng.Usezz，No.1PP.1-6，January2002.