진공 건조 장비는 다양한 유형으로 제공되며 다양한 용도로 사용되며 빠르게 발전하고 있습니다. 이 기사는 정보 교환을 촉진하고 진공 건조 장비 개발에서 해결해야 할 과제를 식별하며 우리나라의 진공 건조 장비 수준을 향상시키는 것을 목표로 여러 유형의 진공 건조 장비의 국내 및 국제 개발 동향에 중점을 둡니다.
진공 건조에는 많은 장점이 있습니다. 저압 건조는 산소 함량을 낮추고 건조된 물질의 산화 및 열화를 방지하며 가연성 및 폭발성 위험 물질을 건조할 수 있습니다. 저온에서 재료의 수분을 증발시켜 열에 민감한 재료를 쉽게 건조시킬 수 있습니다-. 건조된 물질로부터 귀중하고 유용한 성분을 회수할 수 있습니다. 건조물에서 독성 및 유해물질이 배출되는 것을 방지할 수 있어 친환경적인 "친환경" 건조방식입니다. 따라서 진공 건조 장비의 적용이 점점 더 널리 보급되고 있습니다.
진공 건조의 주요 단점은 수증기를 펌핑할 수 있는 진공 시스템이 필요하므로 장비 투자 및 운영 비용이 많이 든다는 것입니다. 생산 효율성이 낮고 생산량이 적습니다. 많은 과학자와 엔지니어가 이러한 단점을 극복하기 위해 상당한 노력을 기울였습니다. 동시에 진공 건조의 많은 장점으로 인해 일부 제품은 진공 건조 장비를 사용해야 합니다. 따라서 진공 건조 장비의 개발은 유망한 미래를 가지고 있습니다.
1. 연속진공건조장치의 국내외 불균등 발전
장비 출력을 향상하고 제품 품질을 보장하기 위해 10여 년 전에 해외에서 다양한 유형의 연속 진공 건조 장비가 개발되었습니다. 그러나 중국에서는 기술 수준과 대중 인식의 한계로 인해 상대적으로 발전이 더딘 편이다.
1) 벨트-형 연속식 진공 건조 장치
일본 Hisaka Works에서 생산하는 WL-VAQ 벨트-형 연속 진공 건조 장비는 액체 물질, 슬러리, 페이스트 및 고{2}}농도 및 고점도 물질의 건조에 적합합니다. 일본 Okawara Corporation에서 생산한 BV-100.5 진공 벨트-형 연속 건조 장치는 증기 및 전도 가열을 사용하며 각 섹션의 온도 조절이 가능하고 컨베이어 벨트 장력 및 속도 조절이 가능합니다. Bucher-스위스의 Guyer AG는 자동 청소 장치를 갖춘 벨트형 연속 진공 건조 장비 시리즈를 개발했습니다.
1995년부터 벨트-형 연속 진공 건조 장비의 설계, 제조, 설치 및 서비스에 종사해 왔으며 그 기술은 비교적 성숙되어 있습니다. 국내 연속 벨트 진공 건조 장비는 일반적이지 않습니다. 2004년에 광동성 농업과학원은 바나나 분말 건조용 소규모 실험 장치를 성공적으로 개발하여 우수한 결과를 보였습니다.
2) 곡물 연속 진공 건조 장치
곡물 건조에는 대량이 필요하므로 지속적인 건조 장비가 필요합니다. 이전에는 많은 국가에서 다양한 곡물 건조 장비를 개발했지만 비용이 많이 들기 때문에 곡물의 진공 건조가 종자 건조에 주로 사용되었습니다. 그러나 이것은 오해입니다. Zhengzhou 곡물 과학 연구 및 설계 연구소의 수석 엔지니어 He Xiang에 따르면, 그들이 개발한 옥수수용 연속 진공 건조 장비의 생산 능력은 60t/d입니다. 고정투자는 열풍건조에 비해 약간 높지만 운영비용은 비슷합니다. 건조 과정에서 파손률, 균열률 등 건조된 제품의 품질을 고려하면 저온 진공 건조에 드는 총 비용은 열풍 건조보다 높지 않습니다.
3) 연속 진공 동결-건조 장비
풍부한 식품 원료로 인해 동결-건조 제품의 생산량이 매우 많습니다. 따라서 연속 식품 동결-건조 장비가 비교적 일찍 등장했습니다. 1985년 덴마크 회사 ATLAS는 하루 13톤의 생산 능력을 갖춘 동결 건조 커피용 CONRAD-800 연속 동결-장비-를 생산했습니다. 그림 2는 이 장비의 개략도를 보여줍니다. 그림 3은 독일에서 생산된 연속동결건조기를 보여준다.
국내 최초로 생산된 연속 진공 동결{0}}건조 장비는 2000년 심양 냉동 기술 연구소에서 성공적으로 개발되었습니다. 진공 챔버는 직사각형 구조를 채택하고 입구/출구 챔버와 건조 챔버 사이에 격리판이 있습니다. 입구 및 출구 챔버에는 동결-건조 식품의 건조 속도, 수분 제거 속도 및 최종 건조 정도를 결정하는 자동 계량 시스템이 장착되어 있습니다. 2개의 외부 워터 트랩이 교대로 작동하여 지속적인 수분 트랩과 얼음 용해를 달성합니다.
연속 동결건조-장비의 국내 시장과 해외 시장 판매량에는 상당한 격차가 있습니다. 1985년부터 1990년까지 덴마크 회사인 ATLAS는 18개의 연속 동결{5}}건조 장치를 판매했으며 그 중 하나는 대만에서 구매한 반면, 중국 본토에서는 아직 이러한 유형의 장비를 도입하지 않았으며 국내에서 생산된 단일 장치는 아직 판매되지 않았습니다.
2. 국내외적으로 진공건조장비의 종류가 늘어나고 있습니다.
다양한 목적을 위해 새롭고 다양한 유형의 진공 건조 장비가 개발되었습니다.
1) 전자레인지 진공 건조 장비는 에너지를 절약하고 건조 속도를 높입니다.
2) 분무 동결-건조 장비는 분무와 동결{2}}건조를 결합한 것으로, 재료의 특성과 제품 수율에 따라 결정됩니다. 재료는 분무 동결 후 마이크로{4}} 및 나노{5}} 규모의 입자를 형성하여 건조 속도를 높이고 제품 수율을 향상시키는 액체 슬러리여야 합니다.
3) 진공 증기-상 건조 장비는 특히 대형 오일-침수 변압기 및 기타 유사한 전기 장비를 건조하는 데 사용됩니다. 스위스는 1970년대에 이 제품을 개발했습니다. 우리나라에서는 1980년대에 이 장비를 도입했고, 1990년대 이후에는 기술이 대부분 동화되어 이제 완전한 장비 세트를 국내에서 제조할 수 있게 되었습니다.
4) 소규모-규모 실험실 동결-건조 장비: 학교 및 연구 기관의 요구를 충족하기 위해 국내외에서 다양한 기능을 갖춘 여러 가지 소규모 -규모 실험실 동결-건조 장치가 개발되었습니다. 그림 4-7은 독일의 MartinChrist가 생산한 소형-규모 실험실 동결-건조기를 보여줍니다. 이 건조기는 크기가 작고 무게가 가벼우며 다기능-입니다. 기본적으로 다양한 재료의 동결 건조 실험을 충족할 수 있습니다. Haimen Light Industry Machinery Factory No. 4와 같은 몇몇 국내 제조업체는 성능이 아직 충분히 안정적이지 않지만 디자인을 동화하고 도입하여 신제품을 개발하기 시작했습니다.
단일-챔버 시스템
무균 조건에서는 사전 동결과 건조가 모두 응축실에서 수행됩니다.-
이중-챔버 시스템
사전{0}}냉동은 저온-냉장고나 회전식 냉동고에서 이루어지며, 건조는 응축실 위의 건조실에서 이루어집니다.
5) 동결-건조 분리형 의약품 동결-건조기
식품 동결-건조기는 냉동과 건조를 분리하여 에너지를 절약하고 시간을 절약하며 생산량을 높입니다. 기존 제약 동결-건조기는 기계 내에서 한 단계로 동결과 건조를 완료합니다. 서유럽과 미국의 일부 회사에서는 식품 동결-건조와 동일한 목표를 달성하기 위해 약품을 사전에-동결시킨 후 건조를 위해 건조기로 보냅니다. 그림 8은 연속 약물 사전{8}}동결 장치의 사진을 보여줍니다.
3. 진공 건조 장비의 기능이 증가하고 있습니다.
전자 및 컴퓨터 기술의 발전으로 진공 건조 장비의 제어 시스템 및 디스플레이 기능이 일반적으로 향상되었습니다. 정저우 곡물 과학 연구소에서 개발한 옥수수 진공 건조 장비는 자동 제어 및 시뮬레이션 화면 표시 기능을 갖추고 있습니다. Shanghai Dongfulong 및 Beijing Suyuan과 같은 제조업체에서 생산하는 진공 동결 건조기는 동결-건조 종말점 결정, 동결-건조 곡선 설계, 작동 상태 모니터링, 다중 동결-건조 곡선 저장, 생산 정보 인쇄 등 다양한 기능을 갖추고 있습니다.
외국 진공 건조 장비는 일반적으로 더 많은 기능을 가지고 있으며, 그 중 대부분은 건조 과정에서 샘플링 및 테스트를 위한 로봇 팔을 포함합니다. 일부 회전식 진공 건조 장비에는 분쇄 및 과립화 기능이 있습니다. 제약 동결-건조 장비도 과립화를 수행할 수 있습니다.
4. 진공건조장치 개발에 대한 여러 견해
1) 혁신은 진공 건조 장비 개발의 근본적인 탈출구입니다.
현재 진공 건조 장비의 개발은 상대적으로 느립니다. 중요한 이유 중 하나는 상호 모방으로 인해 동일한 기술 수준에서 정체되고 혁신이 부족하기 때문입니다. 모방에는 강력한 역량과 속도가 있지만 혁신에 대한 개념이 약하고 투자가 부족합니다. 경쟁은 시장 점유율, 관계 구축, 가격 전쟁에 중점을 두고 있습니다. 조금 더 나은 접근 방식에는 품질과 애프터 서비스에 대한 노력이 필요합니다.- 그러나 이는 진공 건조 장비를 개발하는 데 좋은 방법이 아닙니다. 혁신을 위해서는 인적자원, 자재, 재정에 대한 투자가 필요합니다.
2) 진공건조장치 개발의 핵심은 에너지 절약이다
에너지 부족 현상이 전 세계적으로 주목을 받고 있습니다. 전통적인 사고에서는 진공 건조 장비에는 진공 펌프가 필요하기 때문에 많은 에너지를 소비한다고 생각합니다. 그러나 동일한 재료를 동일한 수분 함량으로 건조하는 데 대한 실제 에너지 소비 비교가 부족합니다. 실제로 진공 건조는 밀폐된 공간에서 저온-건조하는 방식으로 에너지 낭비가 상대적으로 적습니다. 그럼에도 불구하고 진공 건조 장비의 에너지 절약은 개발에 있어 여전히 중요합니다. 다른 유형의 건조 장비와 비교하여 진공 건조 장비의 에너지 절약 초점은 진공 시스템의 합리적인 설계, 선택 및 사용에 있어야 합니다.
수증기를 펌핑할 수 있는 진공 시스템은 많지 않습니다. 현재 두 가지 주요 범주가 있습니다. 하나는 주로 워터 제트 펌프, 스팀 제트 펌프, 워터 링 펌프 및 습식 루츠 펌프를 포함하여 수증기를 직접 펌핑할 수 있는 펌프입니다. 다른 하나는 응축을 사용하여 물을 포착하는 것입니다. 두 방법 모두 상대적으로 에너지를 많이 소모합니다-. 전자에 대한 에너지 절약의 방향은 펌프의 펌핑 효율을 향상시키는 것이어야 하며; 후자의 에너지 절약 방향은 가스-고상 열교환기. 3)와 같은 장치의 구조 및 열 효율을 설계하는 것입니다. 연속 진공 건조 장비는 제품 수율을 높이고 에너지를 절약하는 중요한 방법입니다.
배치 진공 건조 장비와 비교하여 연속 진공 건조 장비는 보조 시간이 덜 필요하고 시간이 절약되며 생산량이 증가합니다. 또한, 배치형 진공 건조 장비와 달리 생산 주기마다 장비 온도가 변동할 필요가 없으므로 장비 부품의 반복 가열로 인한 에너지 낭비를 피할 수 있습니다. 따라서 에너지가 절약됩니다.
4) 진공건조설비와 다른 건조방식을 결합하는 것은 권장되어야 할 생산방식이다.
진공 건조와 다른 건조 방법을 결합하면 생산 효율성을 높이고 제품 비용을 절감할 수 있습니다. 예를 들어 야채, 수산물, 과일과 같은 제품의 경우 진공 건조를 통해 제품 품질을 보장할 수 있습니다. 세척 및 데친 제품을 원심분리하여 표면의 수분을 제거한 후 냉풍으로 건조시킨 후 진공 건조 장비로 보내면 생산 효율성이 크게 향상되고 생산 비용이 절감됩니다. 분무 건조와 동결{3}}건조를 결합하는 것도 그러한 조합 중 하나입니다.
실험을 통해 유사한 조합 방법을 많이 찾을 수 있지만 이를 위해서는 상당한 시간, 노력 및 재정 자원이 필요합니다.
5. 결론
진공 건조 장비는 지속적으로 혁신되고 있습니다. 그러나 여전히 많은 문제가 있습니다. 산·학·연이 긴밀히 협력한다면 그 성과는 더욱 커질 것이다.