Le apparecchiature per l'essiccazione sotto vuoto sono disponibili in molte varietà, hanno un'ampia gamma di applicazioni e si stanno sviluppando rapidamente. Questo articolo descrive solo le tendenze di sviluppo nazionali e internazionali di diversi tipi di apparecchiature di essiccazione sotto vuoto, con l'obiettivo di facilitare lo scambio di informazioni, identificare le sfide che devono essere affrontate nello sviluppo di apparecchiature di essiccazione sotto vuoto e migliorare il livello delle apparecchiature di essiccazione sotto vuoto nel mio paese.
Parole chiave: essiccazione sotto vuoto; Attrezzature per l'essiccazione; Liofilizzazione
L'essiccazione sotto vuoto presenta numerosi vantaggi: il basso contenuto di ossigeno durante l'essiccazione a bassa pressione previene l'ossidazione e il deterioramento del materiale essiccato e può essiccare materiali pericolosi infiammabili ed esplosivi; può vaporizzare l'umidità nel materiale a basse temperature, facilitando l'asciugatura di materiali sensibili al calore; può recuperare componenti preziosi e utili dal materiale essiccato; e può prevenire l'emissione di sostanze tossiche e nocive dal materiale essiccato, rendendolo un metodo di essiccazione "verde" rispettoso dell'ambiente. Pertanto, l'applicazione delle apparecchiature di essiccazione sotto vuoto sta diventando sempre più diffusa.
I principali svantaggi dell'essiccazione sotto vuoto sono la necessità di un sistema di vuoto in grado di pompare il vapore acqueo, con conseguenti investimenti elevati in attrezzature e costi operativi; e bassa efficienza produttiva delle apparecchiature e piccola produzione. Molti ricercatori scientifici e tecnologici hanno compiuto grandi sforzi per superare questi svantaggi. Allo stesso tempo, a causa dei numerosi vantaggi dell'essiccazione sotto vuoto, alcuni prodotti non hanno altra scelta che utilizzare apparecchiature di essiccazione sotto vuoto. Pertanto, lo sviluppo di apparecchiature per l'essiccazione sotto vuoto ha un futuro promettente.
1. Sviluppo disomogeneo di apparecchiature di essiccazione sotto vuoto continue in patria e all’estero
Per aumentare la produzione delle apparecchiature e garantire la qualità del prodotto, più di dieci anni fa sono state sviluppate all'estero varie apparecchiature di essiccazione sotto vuoto continua. Tuttavia, in Cina, lo sviluppo è stato relativamente lento a causa dei limiti della tecnologia e della consapevolezza pubblica.
1) Attrezzatura per l'asciugatura sotto vuoto continua a nastro
L'essiccatore sottovuoto continuo a nastro di tipo WL-VAO prodotto da Nissaka Manufacturing Co., Ltd. in Giappone è adatto per l'essiccazione di materiali liquidi, fanghi, paste, materiali ad alta concentrazione e materiali ad alta viscosità. L'essiccatore continuo a nastro sottovuoto tipo BV-100.5 prodotto da Okawahara Co., Ltd. in Giappone utilizza vapore e riscaldamento a conduzione, con temperatura regolabile in ciascuna sezione e tensione e velocità del nastro trasportatore regolabili. L'azienda svizzera Buch-Gade ha sviluppato una serie di essiccatori sottovuoto continui a nastro con dispositivi di pulizia automatica. Dal 1995, sono impegnati nella progettazione, produzione, installazione e assistenza di essiccatori sottovuoto continui a nastro e la loro tecnologia è relativamente matura. Le apparecchiature di essiccazione sotto vuoto a nastro continuo prodotte a livello nazionale non sono comuni. Nel 2004, l'Accademia provinciale delle scienze agricole del Guangdong ha sviluppato con successo un dispositivo sperimentale su piccola scala per essiccare la polvere di banana, con risultati eccellenti.
2) Attrezzatura per l'essiccazione sotto vuoto continua dei cereali: la capacità di essiccazione dei cereali è elevata e richiede un'attrezzatura per l'essiccazione continua. In precedenza, molti paesi avevano sviluppato apparecchiature per l’essiccazione dei cereali, ma l’essiccazione sotto vuoto dei cereali veniva utilizzata principalmente per l’essiccazione dei semi a causa del suo costo elevato. Questo è in realtà un malinteso. Secondo He Xiang, un ingegnere senior presso il Zhengzhou Grain Science Research and Design Institute, le loro apparecchiature per l'essiccazione continua sotto vuoto del mais hanno una capacità produttiva di 60 t/giorno, con un investimento fisso leggermente superiore all'essiccazione ad aria calda, ma costi operativi paragonabili. Considerando la qualità del prodotto essiccato, il tasso di rottura e il tasso di cracking durante il processo di essiccazione, il costo totale dell'essiccazione sotto vuoto a basse temperature non è superiore a quello dell'essiccazione con aria calda.
3) Attrezzatura per liofilizzazione sotto vuoto continua: le materie prime alimentari sono abbondanti e la produzione di prodotti liofilizzati è ampia; pertanto, le apparecchiature continue per la liofilizzazione degli alimenti sono apparse relativamente presto. Nel 1985, la società danese ATLAS ha prodotto l'impianto di liofilizzazione continua CONRAD-800 per la produzione di caffè liofilizzato, con una capacità giornaliera di 13 tonnellate. La Figura 2 mostra un diagramma schematico di questa apparecchiatura e la Figura 3 mostra una macchina per liofilizzazione continua prodotta in Germania.
La prima apparecchiatura di liofilizzazione sotto vuoto continua prodotta a livello nazionale è stata sviluppata con successo nel 2000 dallo Shenyang Refrigeration Technology Research Institute. L'unità del vuoto adotta una struttura rettangolare, con piastre di isolamento tra la tramoggia di alimentazione e la camera di essiccazione. Sia la tramoggia di alimentazione che la camera di essiccazione sono dotate di sistemi di pesatura automatici per determinare il tasso di essiccazione, la quantità di acqua e il grado finale di essiccazione del cibo congelato. Due trappole per l'acqua esterne funzionano alternativamente per ottenere un intrappolamento continuo dell'acqua e uno scioglimento del ghiaccio.
Esiste una differenza significativa nel volume delle vendite tra le apparecchiature di liofilizzazione continua nazionali ed estere. Dal 1985 al 1990, la società danese ATLAS ha venduto 18 macchine per liofilizzazione continua, di cui una acquistata a Taiwan. Tuttavia, nessuna provincia o città della Cina continentale deve ancora importare queste apparecchiature e solo una macchina prodotta a livello nazionale rimane invenduta.