Что такое вакуумная сушка
Что такое вакуумная сушка
Вакуумная сушка является необходимой процедурой, используемой в промышленности для устранения излишней влаги из продуктов, древесины и др. материалов. Кроме того, этот метод обработки сохраняет во фруктах и ягодах витамины и минералы, поэтому вакуумная сушка не только продлевает жизнь продуктам, но и позволяет сохранить их качество.
Что такое вакуумная сушка
Вакуумная сушка – процесс, при котором излишняя жидкость превращается в пар, не подвергаясь кипячению. Её применяют для обработки сыра, колбас, молока, овощей, фруктов, древесины и пр. материалов, нуждающихся в обработке. Вакуумная сушка продуктов сегодня является самой востребованной в промышленности, ведь её технология проста, не требует крупных финансовых вложений, но позволяет быстро добиться желаемых результатов.
Сегодня существует несколько видов вакуумной сушки:
Каждый из этих видов является высокоэффективным и востребованным, но применяется для достижения различных задач.
Технологии вакуумной сушки
В зависимости от конечной цели предприятия, их администрация приобретает оборудование для сублимационной или теплопроводящей сушки. Рассмотрим особенности технологии вакуумной сушки.
Сублимационная вакуумная сушка
Такая сушка востребована в медицинской и пищевой промышленности, т. к. благодаря ей качество продуктов не ухудшается, но увеличивается срок хранения и уменьшается масса.
Суть такой обработки заключается в замораживании продукта, который помещают в специальные камеры вакуумной сушки. Далее аппарат воздействует на объект давлением (до 8 ПА) и кристаллизованная жидкость превращается в пар.
Сублимационная сушка имеет несколько видов ледяной возгонки:
В первом случае, производитель продуктов может хорошо сэкономить, ведь сушка выполняется быстро, а во втором случае, подвод тепла осуществляется ближе к центру продукта, за счёт чего и увеличивает процесс обработки.
Сушка, выполняемая в жидких теплопроводящих средах, при помощи вакуума
Чаше всего применяется для высушивания продуктов, имеющих некристаллизующуюся (при пониженных температурах) связанную влагу. Кроме того, для этих продуктов категорически нельзя применять метод сублимационного высушивания, ведь в таких камерах, некоторые продукты начинают пениться и портиться.
Применяя оборудование для теплопроводящей сушки, специалисты используют такую технологию:
В общем, сушка может применяться в любой промышленности, где влага, имеющаяся у материала, является лишней. Кроме фармацевтики и пищевой промышленности, этот способ обработки распространён в фирмах, работающих с древесными материалами.
Камеры вакуумной сушки
Камеры или автоклавы с вакуумной сушкой – оборудование, позволяющее выполнять сушку материалов и продуктов под воздействием давления и вакуума. Они состоят из холодильной установки, циркуляционного и вакуумного насоса, пр. деталей, однако они могут между собой отличаться из-за вида продуктов, помещаемых в камеру, их количества и способа устранения влаги. При этом принцип обработки остаётся неименным.
Конструкция устройства для сушки вязко-жидких продуктов:
Конструкция древесной сушильной камеры:
Данные устройства значительно отличаются между собой, но только конструкцией. Рассмотрим более подробно о вакуумной сушке овощей и фруктов, ягод и древесины.
Вакуумная сушка древесины
Вакуумные сушки для дерева были изобретены ещё в 1964 г., а начали применяться в производстве в 1974 г. Тогда, благодаря таким конструкциям, предприятия начали снижать энергозатраты и увеличивать качество готового товара.
В отличие от сушильных камер для ягод и фруктов, вакуумная сушка древесины имеет абсолютную герметичность и изготавливается из стали, благодаря чему становится более удароустойчивой. Материалы для сушки выкладывают между нагревательными пластинами, выполненными из алюминия. В данном случае, кроме пластин играет важную роль водяная помпа, циркулирующая горячую жидкость внутри пластин и вакуумная помпа, благодаря которой внутри камеры создаётся вакуумированное пространство.
Эффективность вакуумной камеры для сушки древесины обеспечивается, благодаря резиновой мембране, прижимающей доски под действием вакуума и атмосферного давления (10 000 кг/м2). Это позволяет избавить пиломатериал от излишней жидкости, без его деформации. К тому же замечено, что искривлённые доски под воздействием устройства выравниваются.
Цена на вакуумные камеры для сушки древесины может отличаться, в зависимости от мощности камеры, её габаритов и популярности производителя, поэтому прежде чем приобретать себе такое оборудование, требуется определиться с нужным объёмом суточных работ и выбирать конструкцию, среди предложений только от хорошо зарекомендовавших себя производителей.
Вакуумная сушка – технология вакуумной сушки. Категории камер для вакуумной сушки. Особенности в процессе вакуумной сублимационной сушки. Главные критерии, которых стоит придерживаться при вакуумной сушке древесины
Вакуумная сушка – это обработка различных материалов, которая на данный момент стала очень востребованной во многих направлениях. Такой тип обработки применяется на пищевых, промышленных и тому подобных производствах, которые нуждаются в оборудовании для проведения подобных процессов.
Если же говорить о той отрасли, где вакуумная сушка стала неотъемлемой частью, то, безусловно – это мебельная промышленность, где без проведения подобного процесса, не может происходить создание качественной мебели. Такой тип обработки применяется в мебельной промышленности во время первичной обработки древесины. Пройдя процесс вакуумной сушки, дерево обретает свои характерные свойства. Во-первых, оно становится более качественным, во-вторых, более практичным и что самое главное – мебель, которая изготовлена из такого дерева, выглядит просто невероятно красиво. В других отраслях, вакуумная сушка имеет совершенно другой принцип работы. Кроме мебельной промышленности, такой процесс также весьма популярен в пищевой промышленности, но там принцип работы совершенно иной. Вакуумная сушка – это трудоемкий процесс, который имеет огромное количество нюансов, о которых ни в коем случае не стоит забывать:
Стоимость вакуумной сушки – это довольно спорный вопрос, и дать точный ответ на него весьма проблематично. Цена подобного процесса напрямую зависит от многих факторов, начиная от материала, который будет обрабатываться и, заканчивая вакуумным оборудованием, в котором будет происходить этот процесс. Не менее важным аспектом также является и время, за которое вам требуется сделать процесс вакуумной сушки. Все это играет определенную роль, из-за чего, цена подобного процесса может быть совершенно разной. Все эти аспекты играют большую роль, а это значит, что их в любом случае надо учитывать, если вы хотите получить конкретный ответ на то, каким же впоследствии будет результат вакуумной сушки.
Технология вакуумной сушки
Технология вакуумной сушки также может похвастаться большим количеством интересных моментов. Сейчас мы попытаемся разобрать принцип работы вакуумной сушки, взяв в пример обработку древесины, так как именно этот материал чаще всего поддается вакуумной сушке.
Ранее мы уже говорили о том, что перед созданием мебели, дерево должно обязательно пройти процесс вакуумной сушки, что позволит извлечь из неё всю лишнюю жидкость и значительно уменьшить дерево в размерах. Главные процессы вакуумной сушки:
Сначала, в системе происходит циркуляция, так как этот процесс занимает намного дольше времени. Скорость обработки дерева методом вакуумной сушки напрямую зависит от скорости циркуляции воды в древесине. Главной частью процесса вакуумной сушки, является полное высушивание древесины, и делается это для того, чтобы дерево потеряло лишние габариты и имело лишь свойственную себе массу, которая в дальнейшем будет задействовать при создании мебели. Никому не секрет, что в данной отрасли существует правило, которое гласит, что перед созданием изделий из дерева, его поверхность должна быть полностью избавлена от древесины. Так как только в таком случае, удастся извлечь влагу из сердцевины дерева, которая выйдет путем циркуляции. Но стоит отметить, что кроме вакуумной сушки древесины, подобная технология активно используется также и в других направлениях, о которых мы сейчас вам расскажем:
Это лишь часть списка направлений, где активно используется процесс вакуумной сушки. Такая технология уже сейчас успела обрести огромную популярность, которая с каждым днем только возрастает. Такая технология действительно уникальна, из-за чего её стали применять на многих предприятиях, которые сейчас уже попросту не могут без этого процесса в полной мере функционировать. А это значит, что существует вероятность, дальнейшего распространения вакуумной сушки. Возможно, в скором времени этот процесс будет применяться во всех областях без исключения, давая возможность повышения производительности многим предприятиям.
Камеры вакуумной сушки
Камеры вакуумной сушки – это механизмы, которые созданы для проведения огромного количества трудоемких задач. Ранее мы уже рассказывали о том, насколько полезным является процесс вакуумной сушки. Что касается камер для вакуумной сушки – то это, то без чего подобный процесс попросту не сможет проводиться. Вакуумные камеры сушки в этом плане играют просто огромную роль и без них, о каких-то показателях производительности можно и вовсе забыть.
Ценовой сегмент вакуумных камер для сушки на данный момент далеко не самый низкий. При желании можно найти уже поддержанные установки, которые будут вполне средними в плане цены. Но лучше всего покупать новые установки, так как только они могут предоставить вам все возможные гарантии качества. На современном рынке можно увидеть огромное количество видов камер для вакуумной сушки, которые могут иметь совершено разные предназначения. Все эти камеры имеют свои функциональные особенности, так как применяются в определенной отрасли. Сейчас мы рассмотрим лавные разновидности сушильных камер:
Принцип работы каждой камеры индивидуален, так как предназначен для работы в какой-то конкретной отрасли. Но в любом случае можно сказать, что подобное оборудование на данный момент является действительно очень эффективным.
Вакуумная сублимационная сушка
Сублимационная сушка – это процесс, который основывается на постоянной возгонке кристаллов льда замороженной продукции. Такой процесс за короткий промежуток времени, производит качественное обезвоживание продуктов, причем делает это по-настоящему качественно.
Важным является тот момент, что обезвоживание никаким образом не влияет на химические свойства продуктов, которые в дальнейшем остаются все такими же полезными. Кроме этого, в том же виде остается еще и витаминная активность, химический состав и анатомическое строение. Вакуумная сублимационная сушка состоит из трех ключевых этапов:
Исходя из этого, можем сделать вывод, что эффективность сублимационной сушки находится на высоком уровне и этот процесс действительно стоит вложенных денег.
Вакуумная сушка древесины
В предыдущих разделах мы брали данную разновидность сушки в качестве примера. В итоге мы пришли к выводу, что данный тип обработки очень эффективен, но также имеет определенное количество нюансов, на которые также стоит обращать свое внимание.
Процесс вакуумной сушки, может быть эффективен только в том случае, если среда в которой он происходит, полностью соответствует всем нормам влажности, температуры, света и тому подобных аспектов. Стоимость вакуумной сушки на данный момент колеблется в пределах среднего ценового сегмента. При желании можно найти место, где подобный процесс вам и вовсе обойдется в считанные копейки, но в таком случае, никаких гарантий качества вы не получите. Лучше всего немного переплатить, но в итоге получить качественный результат работы, который можно будет в дальнейшем использовать при производстве надежной и красивой мебели.
Вакуумная сушка овощей и фруктов – особенности процесса и его описание
Вакуумная сушка овощей и фруктов чрезвычайно востребована в современном мире. С помощью данной обработки можно сохранить надолго полезные свойства обрабатываемой продукции. В промышленности чаще всего используется метод инфракрасной сушки.
Особенности вакуумной сушки овощей и фруктов
Процесс вакуумной сушки представляет собой удаление из продуктов влаги, путём воздействия на них тепловой энергии. Благодаря тому, что в этом процессе присутствует твёрдая фаза, когда влага переходит из продукта в окружающую среду, сушку можно назвать диффузионно-десорбционным процессом. Конструкция сушилок для овощей и фруктов существенно отличается от конструкции специальных агрегатов для выпаривания. Сушильные вакуумные аппараты для сушки фруктов и овощей можно разделить на две основных категории:
Сушильные вакуумные аппараты для сушки овощей и фруктов, которые применяются в промышленности, являются технически сложными агрегатами, которые используются для сушки больших объёмов продукции. Стоимость их велика, так как процесс промышленной сушки сложен, и должен проводиться в соответствии с рядом определённых требований.
Кроме примышленных сушилок для овощей и фруктов, существует множество бытовых моделей сушилок, которые могут применяться в домашних условиях. Многие из них достаточно эффективно высушивают ягоды и фрукты, если правильно подойти к этой процедуре. Для тех, кого не устраивает качество работы бытовых сушилок для овощей и фруктов, или их стандартные размеры кажутся недостаточными, существует возможность собрать вакуумную сушилку своими руками. При правильном подходе, отличный результат не заставит себя долго ждать.
Работа сушильного агрегата при вакуумной сушке продуктов
Промышленные сушки для овощей и фруктов, как правило, действуют за счёт инфракрасных излучений в атмосфере высокого вакуума. В вакууме происходит бережная обработка овощей и фруктов, оставляя им привлекательную форму и сохраняя большое количество витаминов и микроэлементов. Для того чтобы удалить остатки влаги и продуктов, используется метод понижения температуры кипения воды в условиях вакуума.
Вакуумная сушка должна производиться с максимальным исключением попадания и движения воздуха в рабочую камеру устройства. Для этого воздух полностью откачивается из герметичной камеры. В этом состоит большое преимущество вакуумной сушки продуктов в промышленных условиях. Удаление воздуха, а соответственно и кислорода, из рабочей камеры сушилки сводит к минимуму процессы окисления продуктов. Микроорганизмы не могут развиваться в такой среде, что и является основной идеей данного метода вакуумной сушки овощей и фруктов. Вакуумные сушильные камеры управляются достаточно просто:
Совокупность всех вышеперечисленных параметров позволяет получать готовый продукт высшего качества.
Достоинства вакуумной сушки овощей и фруктов
Вакуумные сушилки для овощей и фруктов очень популярны в современной пищевой промышленности, что обусловлено рядом следующих факторов:
Кроме сушки овощей и фруктов, вакуумные сушильные установки могут применяться для создания новых технологий в пищевой промышленности. Например, при создании сублимированного мороженного.
Промышленная вакуумная сушка овощей и фруктов является весьма динамичной и перспективной отраслью в сфере консервации и переработки сельскохозяйственной продукции.
Преимущества вакуумной сушки древесины
Сушка древесины – необходимый этап изготовления пиломатериалов. Вакуумный метод один из самых эффективных, но требует специального оборудования, которое можно купить в готовом виде или построить самостоятельно.
Пусть термовакуумный принцип в самодельных камерах и недоступен для полной реализации, такие приспособления для сушки тоже эффективны.
Особенности применения вакуума
У технологии вакуумной сушки есть как положительные, так и отрицательные стороны. Ввиду общей дороговизны она применяется для работы с наиболее ценными и привередливыми породами.
Плюсов в этом методе больше. Применение вакуумной сушки позволяет избежать разрушения пиломатериалов, их растрескивания, коробления или других возможных дефектов. При этом кусок дерева просохнет равномерно вне зависимости от его толщины и длины. На это уйдет сравнительно меньше времени, ведь испарение влаги из дерева в условиях разреженной среды происходит очень быстро.
Необходимое для этого оборудование легко перевозить и монтировать, так что применять его можно в самых разных местах, даже непосредственно на вырубке леса.
Однако техника для вакуумной сушки стоит дорого, поэтому малые предприятия и домашние хозяйства почти никогда не могут себе ее позволить. Несмотря на малый объем камер (до 10 кубометров), устройство потребляет много электроэнергии. Пожалуй, этим ограничиваются его недостатки.
Профессиональная сушка
Корпус профессиональной камеры для сушки древесины производится из нержавеющей стали. Для полной герметизации его верх покрывается эластичной резиной, оформленной в рамку из металла. Внутри устанавливаются датчики для измерения влажности.
Специалист управляет камерой снаружи – необходимое для этого оборудование ставят в отдельный тамбур. Обязательно наличие вакуумной помпы, мощности которой хватит на откачку воздуха и скопившегося конденсата.
Для прогревания используются алюминиевые радиаторы (в виде пластин) с водой, которую греют при помощи бойлера снаружи камеры. Из-за отсутствия сложных элементов управлять такой машиной просто.
Для контроля над процессом используются датчики температур и вакуума. Если что-то пойдет не так, то специалист отследит это по показаниям на мониторе.
Но профессиональное оборудование стоит дорого – за камеру среднего объема придется заплатить сумму от 3 миллионов рублей. Зато оно справляется с сырым деревом всего за две недели, в то время как при естественной сушке древесина сохнет годами.
Конкретный срок высушивания зависит от типа и состояния древесины:
Время также варьируется из-за различий в настройках приборов для разных пород. Одни породы выносливы, а другие следует обрабатывать в щадящем режиме, постепенно, не спеша.
Работа вакуумной сушилки
Вакуумная сушка древесины делится на несколько этапов. Сначала древесину загружают внутрь камеры. При этом пиломатериалы размещают послойно между алюминиевыми пластинами для нагревания. Специалист настраивает параметры сушки (температуру и давление). Это необходимо для работы с разными породами дерева, после чего можно включать устройство. При сушке давление поддерживается на одном уровне, а температура может меняться.
Обратите внимание! На стадии прогрева используется обычное давление, вакуумная помпа отключена. Это необходимо для предотвращения появления дефектов.
Когда древесина нагревается до необходимой температуры, включают вакуумную помпу. Она удаляет воздух из сушильной камеры, тем самым создавая нужное давление. Влага в древесине перемещается от центра к внешним слоям. Так как при этом материал увлажняется, использовать дополнительные средства не требуется. Равномерное распределение влаги спасает древесину от порчи.
Вышедшая на поверхность материала влага испаряется из-за высокой температуры, оседает на стенках корпуса и выводится помпой.
Вакуумная среда ускоряет этот процесс, ведь испарение начинается уже при температуре в 40 градусов – этого бы не случилось при обычном давлении. Окружающий древесину воздух никогда не нагревают до температуры больше 70 градусов. Верхнее резиновое покрытие камеры при откачивании втягивается внутрь и давит на доски, создавая своеобразный пресс.
Завершающий этап – кондиционирование. Его применяют только после достижения древесиной необходимой влажности. Нагревание приостанавливают, но вакуумную помпу не отключают. Дерево постепенно остывает, продолжая находиться под прессом, который необходим для предотвращения изменений в форме материала. Когда температура становится комнатной, помпу отключают и достают древесину из устройства.
Оборудование помещения своими руками
Вакуумная сушилка для древесины, сделанная своими руками, обойдется дешевле, чем покупка профессионального устройства. Для этого потребуется выделить камеру и обустроить ее источником тепла и вентилятором.
Использование недорогой тепловентиляции вместо мощного насоса – основный пункт экономии. Поэтому установить агрегат лучше в просторном помещении. Оно должно быть проветриваемым, чтобы воздух внутри корпуса мог постоянно обновляться, крытым и достаточно сухим, иначе дерево может заразиться плесенью или другими болезнями.
Камера
Самый хороший вариант корпуса для сушильной камеры – железный конвейер. Дешевле использовать бывший в употреблении (их активно используют на железной дороге), но придется побеспокоиться о его чистоте.
Для дела подойдет контейнер для морских транспортировок, нужно лишь поискать более герметичную модель. А также можно использовать старый металлический лом и сварить камеру самостоятельно. Это самый экономный вариант.
Для сохранения внутреннего тепла стены надо утеплить пенопластом и отделать вагонкой. Лучше приобрести специальный утепляющий материал для отражения, но можно использовать фольгу или пенофол, при этом второй вариант предпочтительнее.
Оборудование
Когда камера готова, приступают к сборке и установке нагревательного прибора и вакуумного насоса. Отопительную систему сушилки нужно монтировать отдельно от общего отопительного контура, ведь она должна стабильно и независимо функционировать. Подбирают радиатор, способный нагревать воду до 65-90 градусов.
Важно! Чтобы тепло при сушке распределялось равномерно, потребуется установить вентилятор.
Это обязательный этап, так как неравномерный нагрев портит качество древесины. При собственноручном строительстве сушилки уделяют большое внимание пожарной безопасности.
Для облегчения загрузки дерева нужна система погрузки. Так, можно использовать тележки на рельсах или вилочный погрузчик. Сырье можно сушить как на полках, так и прямо на полу. Если важна сохранность древесины, то необходимо установить датчики температур, что поможет контролировать процесс. Это особенно важно для дорогих пород дерева. Если конструкция построена правильно, то температура в камере будет меняться равномерно.
Эффективность сушилки
Следует учитывать, что подобная самодельная сушилка не совсем вакуумная. При применении самодельного оборудования фактически осуществляется обыкновенная сушка в помещении. Однако при этом создаются благоприятные условия благодаря нагреву и вентиляции, так что такой подход все равно эффективнее, пусть и не сравнится с настоящим вакуумным методом.
Самодельная конструкция высушит дерево примерно за три-четыре недели, когда профессиональная справится с задачей не более чем за полмесяца. Это неоспоримое достоинство дорогих средств, однако производство аналогов обходится в несколько раз дешевле.