真空干燥設備的國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)

真空干燥設備種類較多，應用領域廣泛，發(fā)展比較迅速。本文僅就其中幾種真空干燥設備的國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)進行闡述，以求實現(xiàn)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。

關鍵詞：真空干燥；干燥設備；冷凍干燥

真空干燥有許多優(yōu)點：在低壓下干燥時氧含量低，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是需要一套能抽水蒸汽的真空系統(tǒng)，使得設備投資費用高，運轉(zhuǎn)費用高；設備生產(chǎn)效率低，產(chǎn)量小。為克服這些缺點，不少科技工作者，做出了許多努力。同時，由于真空干燥有許多優(yōu)點，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)展會很有前途。

1．國內(nèi)外連續(xù)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發(fā)出多種連續(xù)式真空干燥設備。但在國內(nèi)受技術水平和人們認識觀念的限制，發(fā)展比較緩慢。

1）帶式連續(xù)真空干燥設備

日本日阪制作所生產(chǎn)WL-VAQ型帶式連續(xù)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(xù)干燥裝置，采用蒸汽和傳導加熱，各區(qū)段溫度可調(diào)，傳送帶張緊度和速度可調(diào)。瑞士的布赫–蓋德公司開發(fā)了一系列帶式連續(xù)式真空干燥設備，帶有自動清洗裝置。

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

國產(chǎn)帶式連續(xù)真空干燥設備并不多見，2004年廣東省農(nóng)業(yè)科學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(xù)式真空干燥設備

谷物干燥量很大，必須用連續(xù)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。實際上這是一種誤區(qū)，據(jù)鄭州糧食科學研究設計院何翔高級工程師介紹，他們研制的連續(xù)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干燥，運轉(zhuǎn)費用與熱風干燥持平。如果考慮干燥產(chǎn)品的質(zhì)量，干燥過程破損率、暴腰率等，在低溫狀態(tài)下的真空干燥總成本并不比熱風干燥高。

3）連續(xù)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(xù)食品凍干設備出現(xiàn)的較早。丹麥ATLAS公司1985年就生產(chǎn)出了CONRAD–800型連續(xù)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(xù)式凍干機。

國產(chǎn)第一臺連續(xù)式真空冷凍干燥設備于2000年由沈陽制冷技術研究所研制成功。真空室采用矩形結(jié)構(gòu)，進出料倉與干燥倉之間設有隔離片，進出料倉內(nèi)均設有自動稱重系統(tǒng)，能判斷出凍干食品的干燥速率，出水量和終干燥程度。兩個外置式捕水器交替工作，實現(xiàn)連續(xù)式捕水和融冰。

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

2．國內(nèi)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(jié)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(jié)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(jié)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門用于大型油浸式變壓器以及其它類似電器設備干燥的裝置。瑞士在20世紀70年代開發(fā)出這種產(chǎn)品。我國于20世紀80年代引進了這種設備，90年代之后已經(jīng)基本上完成了引進消化，現(xiàn)在可以成套生產(chǎn)。

4）小型實驗用凍干設備為適應學校和科研單位的需要，國內(nèi)外相繼開發(fā)幾種不同功能的小型實驗用凍干設備。圖4~7是德國Martinchrist公司生產(chǎn)的幾種小型實驗用凍干機，其體積小，重量輕，功能多?；旧夏軡M足各種物料的凍干實驗。國內(nèi)已經(jīng)有海門輕工機械四廠等幾個廠家開始消化吸收、引進設計，研制出了新的產(chǎn)品，只是性能還不夠穩(wěn)定。

單腔系統(tǒng)

在無菌條件下，預凍和干燥均在冷凝腔中進行。

雙腔系統(tǒng)

預凍在低溫冰箱或旋凍器中進行，干燥在冷凝腔上方的干燥室內(nèi)進行。

5）凍干分離型醫(yī)藥用凍干機

食品用凍干機都是冷凍與干燥分開進行的，以實現(xiàn)節(jié)約能源，節(jié)省時間，提高產(chǎn)量的目的。傳統(tǒng)醫(yī)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，為實現(xiàn)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(xù)式藥品預凍設備照片。

3．真空干燥設備的功能在增加

隨著電子與計算機技術的進步，真空干燥設備的控制系統(tǒng)和顯示功能普遍增加了。鄭州糧食科學研究院研制的玉米真空干燥設備有自動控制和模擬屏顯示功能；上海東富龍，北京速原等廠家生產(chǎn)的真空冷凍干燥機有凍干終點判斷，設計凍干曲線，查看運行狀況，存貯多條凍干曲線，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(shù)都有機械手，在干燥過程中可以取樣化驗；有些旋轉(zhuǎn)類型的真空干燥設備具有粉碎和造粒功能；醫(yī)藥用凍干設備也能造粒。

4．對發(fā)展真空干燥設備的幾點看法

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個重要的原因是互相仿制，在同一技術水平上徘徊，缺乏創(chuàng)新。仿制的能力強，速度快，創(chuàng)新的觀念差，投入少。把競爭的精力放在了搶市場，拉關系，價格戰(zhàn)方面。好一點的作法是在質(zhì)量上和售后服務上，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(jié)能是發(fā)展真空干燥設備的關鍵

能源緊缺已經(jīng)受到了全世界的關注，傳統(tǒng)觀念都認為真空干燥設備的能耗高，原因是它需要加真空泵。但是沒有見到過對同一種物料，干燥到同樣濕含量時，真正的能耗對比。實際上，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(jié)能仍然是發(fā)展的關鍵。與其它類型干燥設備相比，真空干燥設備的節(jié)能重點應

該放在合理設計，選擇和使用真空系統(tǒng)方面。

能抽水蒸汽的真空系統(tǒng)并不很多，目前主要有兩大類，一類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；另一類是用冷凝的辦法捕水。這兩種辦法耗能都比較高，前一類節(jié)能的方向應該是提高泵的抽氣效率；后一類節(jié)能的方向是設計如氣固相變換熱器的結(jié)構(gòu)和熱效率。

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

連續(xù)式真空干燥設備與周期式真空干燥設備相比，輔助時間少，節(jié)省了時間提高了產(chǎn)量。同時他不必像周期式真空干燥設備那樣，每生產(chǎn)一個循環(huán)，設備溫度高低變化一次，致使部分能量浪費在設備構(gòu)件的反復加熱上。因此，節(jié)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(jié)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，再用冷風干燥除去表面水，然后送入真空干燥設備，就能實現(xiàn)顯著地提高生產(chǎn)效率，同時降低了生產(chǎn)成本。噴霧與冷凍干燥相結(jié)合也是組合方式之一。這種類似的

組合方式，可以通過試驗，找到很多種，當然也要花費一定時間、精力和財力。

5．結(jié)束語

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

查閱的資料有限，見解也可能不確切，歡迎指正。

參考文獻

[1]Geerg-WilhelmOetjen，PeterHaseley，F(xiàn)reeze-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.