真空干燥设备的国内外发展动态.pdf

前 言真 空 干 燥 有 许 多 优 点 ： 在 低 压 下 干 燥 时 氧 含 量低 ， 能 防 止 被 干 燥 物 料 氧 化 变 质 ， 可 干 燥 易 燃 易 爆的 危 险 品 ； 可 在 低 温 下 使 物 料 中 的 水 分 汽 化 ， 易 于干 燥 热 敏 性 物 料 ； 能 回 收 被 干 燥 物 料 中 的 贵 重 和 有用 的 成 分 ； 能 防 止 被 干 燥 物 料 中 有 毒 有 害 物 质 的 排放 ， 可 成 为 环 保 类 型 的 “ 绿 色 ” 干 燥 。真 空 干 燥 的 主 要 缺 点 是 需 要 一 套 能 抽 水 蒸 汽的 真 空 系 统 ， 使 得 设 备 投 资 费 用 大 、 运 转 费 用 高 ， 设备 生 产 效 率 低 、 产 量 小 。 为 克 服 这 些 缺 点 ， 不 少 科 技工 作 者 已 作 出 了 许 多 努 力 。鉴 于 真 空 干 燥 有 许 多 优 点 ， 有 些 产 品 不 得 不 采用 真 空 设 备 来 干 燥 ， 因 此 ， 真 空 干 燥 设 备 会 有 很 好的 发 展 前 景 。1 国 内 外 连 续 式 真 空 干 燥 设 备 发 展 不 平 衡为 提 高 设 备 产 量 、 保 证 产 品 质 量 ， 在 十 几 年 前国 外 就 已 开 发 出 多 种 连 续 式 真 空 干 燥 设 备 。 但 在 国内 因 受 技 术 水 平 和 人 们 认 识 观 念 的 限 制 ， 发 展 比 较缓 慢 。1 . 1 带 式 连 续 真 空 干 燥 设 备日 本 日 阪 制 作 所 生 产 W L - V A Q 型 带 式 连 续 真空 干 燥 设 备 ， 适 合 于 液 体 物 料 、 泥 浆 状 及 膏 糊 状 高浓 度 与 高 粘 度 物 料 的 干 燥 。 日 本 大 川 原 株 式 生 产 的B V - 1 0 0 . 5 型 真 空 带 式 连 续 干 燥 装 置 ， 采 用 蒸 汽 和 传导 加 热 ， 各 区 段 温 度 可 调 ， 传 送 带 张 紧 度 和 速 度 也可 调 。 瑞 士 的 布 赫 - 盖 德 公 司 开 发 了 一 系 列 带 式 连续 真 空 干 燥 设 备 ， 带 有 自 动 清 洗 装 置 。 德 国 M e r kT r o c k n u n g t e c h n i k 公 司 从 1 9 9 5 年 开 始 从 事 带 式 连续 真 空 干 燥 设 备 的 设 计 、 制 造 、 安 装 和 服 务 ， 技 术 比较 成 熟 。国 产 带 式 连 续 真 空 干 燥 设 备 并 不 多 见 ， 2 0 0 4 年广 东 省 农 业 机 械 研 究 所 研 制 成 功 了 小 型 试 验 设 备 ，用 于 香 蕉 粉 的 干 燥 ， 效 果 很 好 。1 . 2 谷 物 连 续 式 真 空 干 燥 设 备谷 物 干 燥 量 很 大 ， 必 须 用 连 续 式 干 燥 设 备 。 以前 世 界 各 国 研 制 了 不 少 谷 物 干 燥 设 备 ， 而 真 空 干 燥多 用 在 谷 物 种 子 干 燥 ， 原 因 是 真 空 干 燥 成 本 太 高 。实 际 上 这 是 一 种 误 区 ， 据 郑 州 粮 食 科 学 研 究 设 计 院何 翔 高 级 工 程 师 介 绍 ， 他 们 研 制 的 连 续 式 玉 米 真 空干 燥 设 备 ， 生 产 能 力 为 6 0 t / d ， 固 定 投 资 略 高 于 热 风干 燥 ， 运 转 费 用 与 热 风 干 燥 持 平 。 如 果 同 时 考 虑 干燥 产 品 质 量 、 干 燥 过 程 破 损 率 、 爆 腰 率 等 ， 在 低 温 状态 下 的 真 空 干 燥 总 成 本 并 不 比 热 风 干 燥 高 。 谷 物 连续 式 真 空 干 燥 设 备 示 意 图 如 图 1 。1 . 3 连 续 式 真 空 冷 冻 干 燥 设 备连 续 食 品 冻 干 设 备 出 现 较 早 。 丹 麦 A T L A S 公司 1 9 8 5 年 就 生 产 出 了 C O N R A D - 8 0 0 型 连 续 式 冻干 设 备 ， 用 于 冻 干 咖 啡 ， 生 产 能 力 1 3 t / d ， 图 2 是 该 设备 的 示 意 图 。 图 3 是 德 国 生 产 的 一 种 连 续 式 冻 干机 。收 稿 日 期 ： 2 0 0 5 - 0 9 - 2 5作 者 简 介 ： 徐 成 海 ， 教 授 ， 博 导 ， 主 要 研 究 方 向 ： 真 空 低 温 技 术 与 设 备 ，E - m a i l ： x u c h e n g h a i m a i l . c h i n a . c o m 。真 空 干 燥 设 备 的 国 内 外 发 展 动 态徐 成 海 ， 张 世 伟 ， 赵 雨 霞 ， 王 喜 鹏（ 东 北 大 学 机 械 工 程 与 自 动 化 学 院 ， 辽 宁 沈 阳 1 1 0 0 0 4 ）摘 要 ： 真 空 干 燥 设 备 种 类 较 多 ， 应 用 领 域 广 泛 ， 发 展 比 较 迅 速 。 拟 就 其 中 几 种 真 空 干 燥 设 备 的 国 内外 发 展 动 态 进 行 阐 述 ， 以 求 实 现 信 息 交 流 ， 找 出 发 展 真 空 干 燥 设 备 需 要 解 决 的 难 题 ， 提 高 我 国 真 空 干 燥设 备 的 技 术 水 平 。关 键 词 ： 真 空 干 燥 ； 干 燥 设 备 ； 冷 冻 干 燥中 图 分 类 号 ： T Q 0 2 8 . 6 7 3 文 献 标 识 码 ： B 文 章 编 号 ： 1 7 2 7 3 0 8 0 （ 2 0 0 6 ） 0 4 0 1 7 5 0 52 0 0 6 年 第 4 卷 第 4 期干 燥 技 术 与 设 备D r y i n g T e c h n o l o g y & E q u i p m e n t! ! ! ! ! ! !专 题 综 述1 7 5 国 产 第 一 台 连 续 式 真 空 冷 冻 干 燥 设 备 于 2 0 0 0年 由 沈 阳 制 冷 技 术 研 究 所 研 制 成 功 。 真 空 室 采 用 矩形 结 构 ， 进 出 料 仓 与 干 燥 仓 之 间 设 有 隔 离 片 ， 进 出料 仓 内 设 有 自 动 称 重 系 统 ， 能 判 断 出 冻 干 食 品 的 干燥 速 率 、 出 水 量 和 最 终 干 燥 程 度 。 两 个 外 置 式 捕 水器 交 替 工 作 ， 实 现 连 续 式 捕 水 和 融 冰 。国 内 外 连 续 式 冻 干 设 备 的 销 售 量 差 距 很 大 。 丹麦 A T L A S 公 司 从 1 9 8 5 年 到 1 9 9 0 年 的 5 年 间 就 销售 了 1 8 台 连 续 式 冻 干 设 备 ， 其 中 我 国 台 湾 购 买 了 1台 ， 而 大 陆 各 省 市 没 有 引 进 这 种 设 备 ， 仅 1 台 国 产设 备 至 今 还 没 有 销 售 出 去 。2 国 内 外 真 空 干 燥 设 备 的 品 种 在 增 加对 不 同 的 用 途 ， 研 制 出 各 种 新 型 的 真 空 干 燥 设备 。 微 波 真 空 干 燥 设 备 ： 节 能 ， 提 高 干 燥 速 率 。 喷 雾 冷 冻 干 燥 设 备 ： 喷 雾 与 冷 冻 干 燥 相 结合 ， 物 料 必 需 是 液 态 浆 料 ， 经 喷 雾 冻 结 后 形 成 微 纳尺 度 的 颗 粒 ， 有 利 于 提 高 干 燥 速 率 和 产 量 。 真 空 汽 相 干 燥 设 备 ： 专 门 用 于 大 型 油 浸 式 变压 器 以 及 其 它 类 似 电 器 设 备 的 干 燥 。 瑞 士 在 2 0 世纪 7 0 年 代 开 发 出 这 种 产 品 。 我 国 于 8 0 年 代 引 进 了这 种 设 备 ， 9 0 年 代 已 基 本 完 成 引 进 消 化 ， 现 可 以 成套 生 产 。 小 型 实 验 用 冻 干 设 备 ： 为 适 应 学 校 和 科 研 单位 的 需 要 ， 国 内 外 相 继 开 发 了 几 种 不 同 功 能 的 小 型实 验 用 冻 干 设 备 。 图 4 7 是 德 国 M a r t i n c h r i s t 公 司生 产 的 几 种 小 型 实 验 用 冻 干 机 ， 体 积 小 、 重 量 轻 、 功能 多 ， 基 本 能 满 足 各 种 物 料 的 冻 干 实 验 。 国 内 已 有海 门 轻 工 机 械 四 厂 等 企 业 开 始 消 化 吸 收 、 引 进 设计 ， 并 已 研 制 出 新 的 产 品 ， 只 是 性 能 还 不 够 稳 定 。 小型 冻 干 设 备 有 单 腔 系 统 和 双 腔 系 统 两 类 。单 腔 系 统 ： 在 无 菌 条 件 下 预 冻 和 干 燥 均 在 冷 凝腔 中 进 行 。双 腔 系 统 ： 预 冻 在 低 温 冰 箱 或 旋 冻 器 中 进 行 ，干 燥 在 冷 凝 腔 上 方 的 干 燥 室 内 进 行 。 冻 干 分 离 型 医 药 用 冻 干 机 ： 食 品 用 冻 干 机 都是 冷 冻 与 干 燥 分 开 进 行 的 ， 以 实 现 节 约 能 源 、 节 省时 间 、 提 高 产 量 的 目 的 。 传 统 医 药 用 冻 干 机 则 是 冷冻 和 干 燥 在 机 器 里 一 次 完 成 的 。 西 欧 和 美 国 的 一 些公 司 ， 为 实 现 与 食 品 冻 干 一 样 的 目 的 ， 将 药 品 预 先冷 冻 ， 然 后 再 送 入 干 燥 机 中 干 燥 。 图 8 是 连 续 式 药品 预 冻 设 备 的 实 物 照 片 。3 真 空 干 燥 设 备 的 功 能 在 增 加随 着 电 子 与 计 算 机 技 术 的 进 步 ， 真 空 干 燥 设 备的 控 制 系 统 和 显 示 功 能 普 遍 在 增 加 。 郑 州 粮 食 科 学2 0 0 6 年 第 4 卷干 燥 技 术 与 设 备D r y i n g T e c h n o l o g y & E q u i p m e n 6 研 究 院 研 制 的 玉 米 真 空 干 燥 设 备 有 自 动 控 制 和 模拟 屏 显 示 功 能 ； 上 海 东 富 龙 、 北 京 速 原 等 厂 家 生 产的 真 空 冷 冻 干 燥 机 有 冻 干 终 点 判 断 、 冻 干 曲 线 设计 、 查 看 运 行 状 况 、 冻 干 曲 线 存 贮 、 打 印 生 产 信 息 等多 种 功 能 。国 外 的 真 空 干 燥 设 备 功 能 更 多 一 些 ， 大 多 数 都有 机 械 手 ， 在 干 燥 过 程 中 可 以 取 样 化 验 ； 有 些 旋 转类 型 的 真 空 干 燥 设 备 具 有 粉 碎 和 造 粒 功 能 ； 医 药 用冻 干 设 备 也 能 造 粒 ， 图 9 给 出 的 是 一 种 低 温 粉 碎 快速 造 粒 示 意 图 ； 小 型 实 验 用 冻 干 机 还 具 有 能 耗 指示 、 水 分 含 量 测 量 等 功 能 ， 如 图 1 0 所 示 。4 对 发 展 真 空 干 燥 设 备 的 几 点 看 法 创 新 是 发 展 真 空 干 燥 设 备 的 根 本 出 路目 前 真 空 干 燥 设 备 发 展 较 慢 ， 有 一 个 重 要 的 原因 是 互 相 仿 制 ， 在 同 一 技 术 水 平 上 徘 徊 ， 缺 乏 创 新 。仿 制 的 能 力 强 ， 速 度 快 ， 创 新 的 观 念 差 ， 投 入 少 。 把竞 争 的 精 力 放 在 了 抢 市 场 、 拉 关 系 、 价 格 战 方 面 。 好一 点 的 做 法 是 在 质 量 和 售 后 服 务 上 下 了 一 些 功 夫 。但 这 些 都 不 是 发 展 真 空 干 燥 设 备 的 好 方 法 ， 必 须 投入 人 力 、 物 力 、 财 力 去 创 新 。 节 能 是 发 展 真 空 干 燥 设 备 的 关 键能 源 紧 缺 已 经 受 到 了 全 世 界 的 关 注 。 传 统 观 点认 为 真 空 干 燥 设 备 能 耗 高 ， 原 因 是 它 需 要 加 真 空泵 。 但 是 没 有 见 到 过 对 同 一 种 物 料 干 燥 到 同 样 湿 含量 时 ， 真 正 的 能 耗 对 比 。 实 际 上 ， 真 空 干 燥 是 在 封 闭空 间 的 低 温 干 燥 ， 能 源 浪 费 相 对 较 少 。 尽 管 如 此 ， 真空 干 燥 设 备 的 节 能 仍 然 是 发 展 的 关 键 。 与 其 它 类 型干 燥 设 备 相 比 ， 真 空 干 燥 设 备 的 节 能 重 点 应 放 在 合理 设 计 、 选 择 和 使 用 真 空 系 统 方 面 。徐 成 海 等 . 真 空 干 燥 设 备 的 国 内 外 发 展 动 态第 4 期 1 7 7 能抽水蒸汽的真空系统并不很多，目前主要有两大类，一类是能直接抽水蒸汽的泵，主要有水喷射泵、水蒸气喷射泵、水环泵和湿式罗茨泵；另一类是用冷凝的办法捕水。这两种办法耗能都比较高，前一类节能的方向应该是提高泵的抽气效率；后一类节能的方向是设计气固相变换热器的结构和提高热效率。 采用连续式真空干燥设备有利于提高产品产量和节约能源连续式真空干燥设备与周期式真空干燥设备相比，辅助时间少，可节省时间并提高产量。同时不必像周期式真空干燥设备那样，每生产一个循环，设备温度高低变化一次，致使部分能量浪费在设备构件的反复加热上，因此节约了能源。 真空干燥设备与其他干燥方法组合是应该提倡的生产方式真空干燥与其他干燥方法相结合能提高生产效率、降低产品成本。例如，蔬菜、水产品和水果等产品，采用真空干燥可以保证产品质量。如果在清洗漂烫之后先经离心脱水，再经冷风干燥除去表面水，然后送入真空干燥设备，就能显著地提高生产效率，同时也降低了生产成本。喷雾与冷冻干燥相结合也是组合方式之一。这种类似的组合方式，通过试验可以找到很多种，但需花费一定的时间、精力和财力。5 结束语真空干燥设备在不断革新。存在的问题也还不少，如果产、学、研能密切合作，成效会更加显著。查阅的资料有限，见解也可能不确切，欢迎指正。参考文献：1 23002,22(1):第 4 卷干 燥 技 术 与 设 备178 石 化 技 术 与 应 用 2 0 0 7 年 征 订 启 事 中 国 科 技 核 心 期 刊 。 甘 肃 省 优 秀 期 刊 。 创 刊 于 1 9 8 3 年 。 C A ， A J ， C S A 收 录 期 刊 。 第 六 届 全 国 石 油 和 化 工 行 业 优 秀 期 刊 评 比 一 等 奖 。 中 国 石 油 天 然 气 股 份 有 限 公 司 兰 州 石 化 分 公 司 和 中 国 石 油 天 然 气 集 团 公 司 兰 州 石 油 化 工 公 司 联 合 主 办 。 大 1 6 开 本 ， 国 内 刊 号 C N 6 2 - 1 1 3 8 / T Q ， 国 际 刊 号 I S S N 1 0 0 9 - 0 0 4 5 ； 邮 发 代 号 ： 5 4 - 1 0 2 ； 广 告 经 营 许 可 证 号 ：6 2 0 1 0 0 4 0 0 0 0 0 5 ； 双 月 刊 ， 逢 单 月 1 0 日 出 版 ； 定 价 1 0 元 。 报 道 范 围 ： 石 油 化 工 、 三 大 合 成 材 料 、 催 化 剂 、 助 剂 及 石 油 炼 制 等 方 面 新 产 品 、 新 工 艺 、 新 设 备 的 开 发 、 技 术 改 造 、 分 析 测 试 及与 石 油 化 工 有 关 的 环 境 保 护 、 自 动 控 制 、 计 算 机 技 术 等 。 特 约 顾 问 ： 沈 之 荃 周 其 凤 胡 永 康 李 灿欢 迎 订 阅 、 投 稿 、 刊 登 广 告 。 详 情 请 咨 询 ： 合 成 橡 胶 工 业 编 辑 部 电 话 ： 0 9 3 1 - 7 9 8 3 1 8 5 E m a i l ： h c x f c h i n a j o u r n a l . n e t . c n 石 化 技 术 与 应 用 编 辑 部 电 话 ： 0 9 3 1 - 7 9 8 1 6 9 3 E m a i l ： s h j s 0 9 3 1 m a i l . c o 发 行 部 电 话 ： 0 9 3 1 - 7 3 1 4 2 4 7 传 真 ： 0 9 3 1 - 7 3 1 4 2 4 7地 址 ： 兰 州 市 西 固 区 合 水 北 路 1 号 邮 编 ： 7 3 0 0 6 0联 系 人 ： 孙 步 均中 国 甘 肃 兰 州 市 西 固 区 合 水 北 路 1 号 （ 7 3 0 0 6 ）电 话 ： 0 9 3 1 - 7 3 1 4 2 4 7（ 广 告 发 行 ） 7 9 8 3 1 8 5（ 合 成 橡 胶 ） 7 9 8 1 6 9 3（ 石 化 技 术 ）E m a i l : s h j s 0 9 3 1 m a i l . c o m ; h c x f c h i n a j o u r n a l . n e t . c nD e v e l o p m e n t o f v a c u u m - d r y i n g e q u i p m e n t h o m e a n d a b r o a C h e n g - h a i ， Z H A N G S h i - w e i ， Z H A O Y u - x i a ， W A N G X i - p e n g( C o l l g e o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g & A u t o