Peralatan pengeringan vakum tersedia dalam berbagai jenis, memiliki beragam aplikasi, dan berkembang pesat. Artikel ini berfokus pada tren perkembangan domestik dan internasional dari beberapa jenis peralatan pengeringan vakum, yang bertujuan untuk memfasilitasi pertukaran informasi, mengidentifikasi tantangan yang perlu diatasi dalam pengembangan peralatan pengeringan vakum, dan meningkatkan tingkat peralatan pengeringan vakum di negara saya.
Pengeringan vakum memiliki banyak keuntungan: pengeringan pada tekanan rendah menghasilkan kandungan oksigen yang rendah, mencegah oksidasi dan kerusakan bahan kering, dan memungkinkan pengeringan bahan berbahaya yang mudah terbakar dan meledak; memungkinkan terjadinya penguapan kelembapan pada material pada suhu rendah, sehingga memudahkan pengeringan-bahan yang sensitif terhadap panas; dapat memperoleh kembali komponen berharga dan berguna dari bahan kering; dan dapat mencegah emisi zat beracun dan berbahaya dari bahan kering, menjadikannya metode pengeringan "hijau" yang ramah lingkungan. Oleh karena itu, penerapan peralatan pengeringan vakum semakin meluas.
Kerugian utama dari pengeringan vakum adalah kebutuhan akan sistem vakum yang mampu memompa uap air, sehingga memerlukan investasi peralatan dan biaya pengoperasian yang tinggi; dan efisiensi produksi rendah dan output kecil. Banyak ilmuwan dan insinyur telah melakukan upaya signifikan untuk mengatasi kekurangan ini. Pada saat yang sama, karena banyaknya keuntungan dari pengeringan vakum, beberapa produk harus menggunakan peralatan pengeringan vakum. Oleh karena itu, pengembangan peralatan pengeringan vakum memiliki masa depan yang menjanjikan.
1. Perkembangan Peralatan Pengeringan Vakum Berkelanjutan yang Tidak Merata di Dalam Negeri dan Internasional
Untuk meningkatkan keluaran peralatan dan memastikan kualitas produk, berbagai jenis peralatan pengeringan vakum berkelanjutan dikembangkan di luar negeri lebih dari satu dekade lalu. Namun, di Tiongkok, karena keterbatasan tingkat teknologi dan persepsi masyarakat, pembangunan berjalan relatif lambat.
1) Peralatan Pengeringan Vakum Berkelanjutan tipe sabuk-
Peralatan pengeringan vakum kontinu tipe WL-VAQ-yang diproduksi oleh Hisaka Works, Jepang, cocok untuk mengeringkan bahan cair, bubur, pasta, dan bahan-konsentrasi tinggi dan-viskositas tinggi. Perangkat pengeringan kontinyu tipe BV-100,5 sabuk vakum-yang diproduksi oleh Okawara Corporation, Jepang, menggunakan pemanasan uap dan konduksi, dengan suhu yang dapat disesuaikan di setiap bagian serta ketegangan dan kecepatan sabuk konveyor yang dapat disesuaikan. Bucher-Guyer AG dari Swiss telah mengembangkan serangkaian peralatan pengeringan vakum kontinu tipe sabuk dengan perangkat pembersih otomatis.
Sejak tahun 1995, perusahaan ini telah terlibat dalam desain, manufaktur, pemasangan, dan servis peralatan pengeringan vakum kontinu tipe sabuk, dan teknologinya relatif matang. Peralatan pengeringan vakum sabuk kontinyu domestik tidak umum. Pada tahun 2004, Akademi Ilmu Pengetahuan Pertanian Provinsi Guangdong berhasil mengembangkan-perangkat eksperimental skala kecil untuk mengeringkan bubuk pisang, yang menunjukkan hasil yang sangat baik.
2) Peralatan Pengeringan Vakum Berkelanjutan untuk Biji-bijian
Pengeringan gabah melibatkan jumlah besar sehingga memerlukan peralatan pengeringan yang kontinyu. Sebelumnya, banyak negara mengembangkan berbagai peralatan pengeringan biji-bijian, namun pengeringan biji-bijian secara vakum banyak digunakan untuk pengeringan benih karena biayanya yang tinggi. Namun, ini adalah kesalahpahaman. Menurut Insinyur Senior He Xiang dari Institut Penelitian dan Desain Ilmu Gandum Zhengzhou, peralatan pengeringan vakum berkelanjutan yang mereka kembangkan untuk jagung memiliki kapasitas produksi sebesar 60 ton/hari. Investasi tetapnya sedikit lebih tinggi dibandingkan pengeringan udara panas, namun biaya operasionalnya sebanding. Mengingat kualitas produk kering, termasuk tingkat kerusakan dan tingkat retak selama proses pengeringan, total biaya pengeringan vakum pada suhu rendah tidak lebih tinggi dibandingkan pengeringan udara panas.
3) Pembekuan Vakum Berkelanjutan-Peralatan Pengeringan
Dengan bahan baku pangan yang melimpah, volume produksi produk-kering beku sangatlah besar. Oleh karena itu, peralatan pengeringan-pembekuan makanan secara terus-menerus muncul relatif lebih awal. Pada tahun 1985, perusahaan Denmark ATLAS memproduksi peralatan pengeringan beku-CONRAD-800 kontinyu untuk pengeringan beku-kopi, dengan kapasitas produksi 13 ton per hari. Gambar 2 menunjukkan diagram skema peralatan ini. Gambar 3 menunjukkan mesin pengeringan beku kontinyu yang diproduksi di Jerman.
Peralatan pengeringan beku-vakum kontinu pertama yang diproduksi di dalam negeri berhasil dikembangkan oleh Institut Penelitian Teknologi Pendinginan Shenyang pada tahun 2000. Ruang vakum mengadopsi struktur persegi panjang, dengan pelat isolasi antara ruang masuk/keluar dan ruang pengering. Ruang masuk dan keluar dilengkapi dengan sistem penimbangan otomatis untuk menentukan laju pengeringan, laju pembuangan air, dan derajat pengeringan akhir makanan-kering beku. Dua perangkap air eksternal bekerja secara bergantian untuk menghasilkan perangkap air dan pencairan es secara terus menerus.
Terdapat kesenjangan yang signifikan dalam volume penjualan peralatan pengeringan-pembekuan berkelanjutan antara pasar domestik dan internasional. Dari tahun 1985 hingga 1990, perusahaan Denmark ATLAS menjual 18 unit pengeringan beku-kontinyu, salah satunya dibeli oleh Taiwan, sementara Tiongkok daratan belum memperkenalkan peralatan jenis ini, dan satu unit yang diproduksi di dalam negeri belum terjual.
2. Variasi peralatan pengeringan vakum semakin meningkat baik di dalam negeri maupun internasional.
Berbagai jenis peralatan pengeringan vakum baru dan berbeda telah dikembangkan untuk tujuan berbeda.
1) Peralatan pengeringan vakum microwave menghemat energi dan meningkatkan kecepatan pengeringan.
2) Peralatan pengeringan beku-semprot menggabungkan penyemprotan dan pengeringan beku-, ditentukan oleh sifat bahan dan hasil produk. Bahannya harus berupa bubur cair, yang membentuk partikel berskala mikro- dan nano-setelah pembekuan semprot, sehingga meningkatkan laju pengeringan dan meningkatkan hasil produk.
3) Peralatan pengeringan fase uap vakum-khusus digunakan untuk mengeringkan transformator terendam minyak besar-dan peralatan listrik serupa lainnya. Swiss mengembangkan produk ini pada tahun 1970an. negara saya memperkenalkan peralatan ini pada tahun 1980an, dan setelah tahun 1990an, sebagian besar teknologi telah berasimilasi, dan peralatan lengkap sekarang dapat diproduksi di dalam negeri.
4) Peralatan-pengeringan beku-laboratorium skala kecil: Untuk memenuhi kebutuhan sekolah dan lembaga penelitian, beberapa perangkat-pengeringan beku-laboratorium skala kecil dengan fungsi berbeda-beda telah dikembangkan di dalam negeri dan internasional. Gambar 4-7 menunjukkan beberapa-pengering beku-laboratorium skala kecil yang diproduksi oleh MartinChrist dari Jerman, yang berukuran kecil, ringan, dan multifungsi. Mereka pada dasarnya dapat memenuhi eksperimen pengeringan beku berbagai bahan. Beberapa pabrikan dalam negeri, seperti Haimen Light Industry Machinery Factory No. 4, sudah mulai mengasimilasi dan memperkenalkan desain, mengembangkan produk baru, meski performanya belum cukup stabil.
Sistem-ruang tunggal
Dalam kondisi aseptik, pra-pembekuan dan pengeringan dilakukan di ruang kondensasi.
Sistem-ruang ganda
Pra-pembekuan dilakukan di lemari es-suhu rendah atau freezer putar, dan pengeringan dilakukan di ruang pengering di atas ruang kondensasi.
5) Pembekuan-pengeringan pembekuan farmasi jenis pemisahan-pengering
Pengering beku-makanan memisahkan pembekuan dan pengeringan untuk menghemat energi, menghemat waktu, dan meningkatkan hasil. Pengering pembekuan farmasi tradisional-menyelesaikan pembekuan dan pengeringan di mesin dalam satu langkah. Beberapa perusahaan di Eropa Barat dan Amerika Serikat, untuk mencapai tujuan yang sama dengan pembekuan-pengeringan makanan, lakukan pembekuan awal-obat lalu kirim ke pengering untuk dikeringkan. Gambar 8 menunjukkan foto perangkat pra-pembekuan obat yang berkelanjutan.
3. Fungsi peralatan pengeringan vakum semakin meningkat.
Dengan kemajuan teknologi elektronik dan komputer, sistem kontrol dan fungsi tampilan peralatan pengeringan vakum secara umum meningkat. Peralatan pengeringan vakum jagung yang dikembangkan oleh Zhengzhou Grain Science Research Institute memiliki kontrol otomatis dan fungsi tampilan layar simulasi; pengering beku vakum yang diproduksi oleh produsen seperti Shanghai Dongfulong dan Beijing Suyuan memiliki beberapa fungsi termasuk penentuan titik akhir pengeringan beku, desain kurva pengeringan beku, pemantauan status operasi, penyimpanan beberapa kurva pengeringan beku, dan pencetakan informasi produksi.
Peralatan pengering vakum asing umumnya memiliki lebih banyak fungsi, yang sebagian besar mencakup lengan robot untuk pengambilan sampel dan pengujian selama proses pengeringan; beberapa peralatan pengeringan vakum putar memiliki fungsi penghancuran dan granulasi; peralatan pengeringan-pembekuan farmasi juga dapat melakukan granulasi.
4. Beberapa Pandangan Mengenai Perkembangan Peralatan Pengeringan Vakum
1) Inovasi merupakan jalan keluar mendasar bagi pengembangan peralatan pengeringan vakum
Saat ini perkembangan peralatan pengeringan vakum relatif lambat. Salah satu alasan pentingnya adalah saling meniru, yang mengakibatkan stagnasi pada tingkat teknologi yang sama dan kurangnya inovasi. Ada kapasitas dan kecepatan yang kuat dalam meniru, namun konsep inovasinya lemah dan investasinya tidak mencukupi. Persaingan terfokus pada pangsa pasar, membangun hubungan, dan perang harga. Pendekatan yang sedikit lebih baik memerlukan upaya dalam kualitas dan-layanan purna jual. Namun, ini bukanlah metode yang baik untuk mengembangkan peralatan pengeringan vakum; Investasi pada sumber daya manusia, material, dan keuangan diperlukan untuk inovasi.
2) Penghematan energi adalah kunci pengembangan peralatan pengeringan vakum
Kelangkaan energi telah menarik perhatian dunia. Pemikiran tradisional berpendapat bahwa peralatan pengeringan vakum menghabiskan banyak energi karena memerlukan pompa vakum. Namun, perbandingan konsumsi energi riil untuk mengeringkan bahan yang sama pada kadar air yang sama masih kurang. Faktanya, pengeringan vakum adalah-pengeringan bersuhu rendah di ruang tertutup, sehingga menghasilkan lebih sedikit energi yang terbuang. Namun demikian, penghematan energi pada peralatan pengeringan vakum tetap penting untuk pengembangannya. Dibandingkan dengan jenis peralatan pengeringan lainnya, fokus penghematan energi pada peralatan pengeringan vakum harus pada desain rasional, pemilihan, dan penggunaan sistem vakum.
Tidak banyak sistem vakum yang mampu memompa uap air. Saat ini terdapat dua kategori utama: satu adalah pompa yang dapat langsung memompa uap air, terutama termasuk pompa jet air, pompa jet uap, pompa cincin air, dan pompa Akar basah; yang lainnya menggunakan kondensasi untuk menangkap air. Kedua metode ini relatif-menghabiskan energi. Arah penghematan energi pada yang pertama adalah meningkatkan efisiensi pemompaan; arah penghematan energi untuk yang terakhir adalah merancang struktur dan efisiensi termal perangkat seperti gas-penukar panas fase padat. 3) Peralatan pengeringan vakum berkelanjutan merupakan metode penting untuk meningkatkan hasil produk dan menghemat energi.
Dibandingkan dengan peralatan pengeringan vakum batch, peralatan pengeringan vakum berkelanjutan memerlukan lebih sedikit waktu tambahan, menghemat waktu dan meningkatkan hasil. Selain itu, tidak seperti peralatan pengeringan vakum batch, peralatan ini tidak memerlukan suhu peralatan yang berfluktuasi pada setiap siklus produksi, sehingga menghindari pemborosan energi akibat pemanasan berulang pada komponen peralatan. Oleh karena itu, ini menghemat energi.
4) Menggabungkan peralatan pengeringan vakum dengan metode pengeringan lainnya merupakan metode produksi yang harus digalakkan.
Menggabungkan pengeringan vakum dengan metode pengeringan lainnya dapat meningkatkan efisiensi produksi dan mengurangi biaya produk. Misalnya, untuk produk seperti sayuran, produk akuatik, dan buah-buahan, pengeringan vakum dapat menjamin kualitas produk. Jika, setelah pembersihan dan blansing, produk disentrifugasi untuk menghilangkan air permukaan dan kemudian dikeringkan dengan udara dingin sebelum dikirim ke peralatan pengering vakum, peningkatan efisiensi produksi yang signifikan dan pengurangan biaya produksi dapat dicapai. Menggabungkan pengeringan semprot dan pengeringan beku-juga merupakan salah satu kombinasi tersebut.
Banyak metode kombinasi serupa dapat ditemukan melalui eksperimen, meskipun hal ini memerlukan banyak waktu, tenaga, dan sumber daya keuangan.
5. Kesimpulan
Peralatan pengeringan vakum terus berinovasi. Namun, masih banyak permasalahan. Jika industri, akademisi, dan lembaga penelitian dapat bekerja sama secara erat, maka hasilnya akan lebih signifikan.