Thiết bị sấy chân không có nhiều loại, có nhiều ứng dụng và đang phát triển nhanh chóng. Bài viết này chỉ mô tả xu hướng phát triển trong nước và quốc tế của một số loại thiết bị sấy chân không, nhằm tạo điều kiện trao đổi thông tin, xác định những thách thức cần giải quyết trong việc phát triển thiết bị sấy chân không và nâng cao trình độ thiết bị sấy chân không ở nước ta.
Từ khóa: Sấy chân không; Thiết bị sấy khô; Đông khô
Sấy chân không có nhiều ưu điểm: hàm lượng oxy thấp trong quá trình sấy dưới áp suất thấp ngăn ngừa quá trình oxy hóa và hư hỏng của vật liệu sấy, đồng thời có thể làm khô các vật liệu nguy hiểm dễ cháy nổ; nó có thể làm bay hơi hơi ẩm trong vật liệu ở nhiệt độ thấp, giúp dễ dàng làm khô các vật liệu nhạy cảm với nhiệt; nó có thể thu hồi các thành phần có giá trị và hữu ích từ vật liệu khô; và nó có thể ngăn chặn sự phát thải các chất độc hại từ vật liệu sấy khô, khiến nó trở thành phương pháp sấy khô "xanh" thân thiện với môi trường. Vì vậy, việc ứng dụng thiết bị sấy chân không ngày càng trở nên phổ biến.
Nhược điểm chính của sấy chân không là cần hệ thống chân không có khả năng bơm hơi nước ra ngoài dẫn đến chi phí đầu tư và vận hành thiết bị cao; và hiệu quả sản xuất thiết bị thấp và sản lượng nhỏ. Nhiều cán bộ khoa học công nghệ đã có nhiều nỗ lực để khắc phục những nhược điểm này. Đồng thời, do sấy chân không có nhiều ưu điểm nên một số sản phẩm không còn lựa chọn nào khác ngoài việc sử dụng thiết bị sấy chân không. Vì vậy, việc phát triển thiết bị sấy chân không có một tương lai đầy hứa hẹn.
1. Sự phát triển không đồng đều của thiết bị sấy chân không liên tục trong và ngoài nước
Để tăng sản lượng thiết bị và đảm bảo chất lượng sản phẩm, nhiều thiết bị sấy chân không liên tục đã được phát triển ở nước ngoài hơn một thập kỷ trước. Tuy nhiên, ở Trung Quốc, sự phát triển tương đối chậm do những hạn chế về công nghệ và nhận thức của công chúng.
1) Thiết bị sấy chân không liên tục đai
Máy sấy chân không liên tục đai loại WL-VAO do Công ty TNHH Sản xuất Nissaka tại Nhật Bản sản xuất thích hợp để sấy vật liệu lỏng, bùn, bột nhão, vật liệu có nồng độ cao và vật liệu có độ nhớt cao. Máy sấy liên tục đai chân không loại BV-100.5 do Công ty TNHH Okawahara tại Nhật Bản sản xuất sử dụng hơi nước và dẫn nhiệt, có thể điều chỉnh nhiệt độ ở từng khu vực, đồng thời có thể điều chỉnh độ căng và tốc độ của băng tải. Công ty Buch-Gade của Thụy Sĩ đã phát triển một loạt máy sấy chân không liên tục bằng dây đai với các thiết bị làm sạch tự động. Từ năm 1995, họ đã tham gia thiết kế, sản xuất, lắp đặt và bảo trì máy sấy chân không liên tục bằng dây đai và công nghệ của họ tương đối trưởng thành. Thiết bị sấy chân không đai liên tục được sản xuất trong nước không phổ biến. Năm 2004, Viện Khoa học Nông nghiệp tỉnh Quảng Đông đã phát triển thành công thiết bị thí nghiệm sấy bột chuối quy mô nhỏ và thu được kết quả xuất sắc.
2) Thiết bị sấy chân không liên tục cho ngũ cốc: Công suất sấy ngũ cốc lớn, cần có thiết bị sấy liên tục. Trước đây, nhiều nước phát triển thiết bị sấy ngũ cốc nhưng sấy chân không hạt chủ yếu được sử dụng để sấy hạt do giá thành cao. Đây thực chất là một quan niệm sai lầm. Theo He Xiang, kỹ sư cao cấp tại Viện Thiết kế và Nghiên cứu Khoa học Ngũ cốc Zhengzhou, thiết bị sấy chân không ngô liên tục của họ có công suất sản xuất 60 tấn/ngày, với mức đầu tư cố định cao hơn một chút so với sấy bằng không khí nóng, nhưng chi phí vận hành có thể so sánh được. Xét về chất lượng sản phẩm sấy, tỷ lệ gãy, nứt trong quá trình sấy thì tổng chi phí sấy chân không ở nhiệt độ thấp không cao hơn sấy bằng khí nóng.
3) Thiết bị đông khô chân không liên tục: Nguyên liệu thực phẩm dồi dào, sản lượng sản phẩm đông khô lớn; do đó, thiết bị đông khô thực phẩm liên tục xuất hiện tương đối sớm. Năm 1985, công ty ATLAS của Đan Mạch sản xuất thiết bị đông khô liên tục CONRAD-800 để sản xuất cà phê đông khô, công suất 13 tấn/ngày. Hình 2 thể hiện sơ đồ nguyên lý của thiết bị này và Hình 3 thể hiện máy đông khô liên tục được sản xuất tại Đức.
Thiết bị sấy đông lạnh chân không liên tục được sản xuất trong nước đầu tiên được phát triển thành công vào năm 2000 bởi Viện Nghiên cứu Công nghệ Điện lạnh Thẩm Dương. Bộ phận chân không có cấu trúc hình chữ nhật, có các tấm cách ly giữa phễu cấp liệu và buồng sấy. Cả phễu cấp liệu và buồng sấy đều được trang bị hệ thống cân tự động để xác định tốc độ sấy, lượng nước đầu ra và mức độ khô cuối cùng của thực phẩm đông lạnh. Hai bẫy nước bên ngoài hoạt động luân phiên để đạt được khả năng bẫy nước và tan băng liên tục.
Có sự khác biệt đáng kể về doanh số giữa thiết bị đông khô liên tục trong và ngoài nước. Từ năm 1985 đến năm 1990, công ty ATLAS của Đan Mạch đã bán 18 máy đông khô liên tục, trong đó có một máy được mua ở Đài Loan. Tuy nhiên, vẫn chưa có tỉnh, thành phố nào ở Trung Quốc đại lục nhập khẩu thiết bị này và chỉ có một máy sản xuất trong nước vẫn chưa bán được.