Вакуумные насосы для сушки: какие насосы применяются и как правильно подобрать

Вакуумный насос находит большое применение в процессе вакуумной сушки. Вакуумная сушка - это метод расположения материала под отрицательным давлением и соответствующего нагрева до достижения температуры кипения при отрицательном давлении или путем охлаждения для затвердевания материала, а затем сушки его до температуры плавления.

Способ сушки материала под вакуумом

Содержание влаги в материале в условиях разрежения уменьшается с увеличением степени разрежения. Одновременно с этим вакуумный насос используется для уменьшения содержания водяного пара, так что вода и другие растворы в материале могут получить достаточно кинетической энергии, чтобы покинуть поверхность материала.

Поскольку воздух изолируется в условиях отрицательного давления, химически модифицированные материалы, которые легко окисляются в процессе сушки, могут лучше сохранять первоначальные характеристики, и материал можно лучше защитить путем вакуумирования после введения инертного газа.

Технология вакуумной сушки 

Технология вакуумной сушки также известна как сушка под отрицательным давлением. Это метод удаления воздуха из закрытого сосуда и его сушки при пониженном давлении. Распространенное оборудование для вакуумной сушки включает вакуумные сушильные печи, оборудование для непрерывной вакуумной сушки и тому подобное. Процесс вакуумной сушки заключается в помещении сухого материала в закрытую сушильную камеру и вакуумировании вакуумной системы для непрерывного нагрева высушиваемого материала, так что влага внутри материала плохо диффундирует на поверхность из-за разницы давлений или концентрации, а молекулы воды находятся на поверхности материала. Получение достаточной кинетической энергии для выхода из области низкого давления вакуумной камеры после преодоления взаимного притяжения между молекулами, тем самым откачиваясь вакуумным насосом. В процессе вакуумной сушки давление в сушильной камере всегда ниже атмосферного, количество молекул газа невелико, плотность низкая, а содержание кислорода невысокое, так что можно сушить материалы, которые легко окисляются и портятся, а также легковоспламеняющиеся и взрывоопасные грузы.

Этот метод сушки может играть определенную роль в дезинфекции и стерилизации фармацевтических препаратов, пищевых продуктов и биологических продуктов, что может снизить вероятность загрязнения материала или подавить рост определенных бактерий.

Поскольку температура воды во время испарения пропорциональна давлению пара, влага в материале может испаряться при низкой температуре во время вакуумной сушки, и может быть достигнута низкотемпературная сушка. Это выгодно для сушки термочувствительных материалов в некоторых фармацевтических препаратах, пищевых продуктах и побочных продуктах сельского хозяйства.

Выбор вакуумного насоса в процессе вакуумной сушки

Общая декомпрессионная сушка и дистилляция происходит в низком вакууме, обычно используется водокольцевой вакуумный насоса или плунжерный насос.При сублимационной сушке пищевых продуктов применяется пластинчато-роторный насос, водокольцевой насос или насос Рутса. При сублимационной сушки крови и других биологических продуктов и молекулярная дистилляция под высоким вакуумом применяются насосы общего назначения, сухой вакуумный насос и турбомолекулярный насос.

Факторы, влияющие на выбор вакуумного насоса для сушки

1. Объем вакуумной камеры, который нужно откачать
2. Предельное остаточное давления в вакуумной камере
3. Температура рабочего процесса
4. Конденсируемые пары

В зависимости от количества водяного пара выбирается вакуумный агрегат, который подходит для работы в технологическом процессе при условии максимальной откачки водяного пара без ущерба для рабочего состояния агрегата. В процессе вакуумной сушки конфигурация конденсатора, насколько это возможно, может значительно повысить скорость откачки, снизить стоимость .При нормальных обстоятельствах более применим водокольцевой насос, так как он может откачивать  большое количество водяного пара.

Вакуумная сушка отличительных особенностей

• Низкая температура кипения в вакуумном состоянии, поэтому площадь испарения сужается, вся установка компактна. Требуемая теплота испарения воды увеличивается с уменьшением температуры испарения. Таким образом, при испарении расходуется тот же вес тепла испарения влаги, что и при обычных условиях потребления.
• Температура сушки низкая, можно сушить термочувствительные материалы. Увеличение степени вакуума, снижение коэффициента теплопередачи.
• Благодаря испарению можно реализовать низкую температуру. 
• Можно проводить стерилизацию. 

Вакуумные насосы для сушки

Пластинчато-роторный вакуумный насос

Пластинчато-роторный вакуумный насос с масляной смазкой широко используется в процесса сушки. Этот тип насосов отличается длительным сроком службы и высоким уровнем вакуума. Однако, когда речь идет о наличии высокой вероятности возникновения появление пара в процессе удаления конденсата, в пластинчато-роторном насосе образуется конденсатная масляная эмульсия.

Это может привести к недостаточной смазке подшипников качения и вращающихся лопаток, что приведет к износу других частей насоса, а также может повлиять на производительность всасывания и ожидаемую степень вакуума. Эти последствия могут привести к более частому порче масла и фильтра вакуумного насоса, что приведет к увеличению общих затрат на техническое обслуживание и эксплуатацию.

Сухой винтовой вакуумный насос

Винтовые вакуумные насосы не нуждаются в масле в качестве рабочей жидкости. Во время процесса сушки преимущество заключается в том, что конденсат в процессе сжатия не контактирует с масляным пластом, и, таким образом, исключается возможность возникновения проблем, связанных с пластинчато-роторным вакуумным насосом, смазанным маслом.

В винтовых вакуумных насосах ротор расположен в направлении, противоположном направлению вращения цилиндра, или стенки цилиндра, которые не соприкасаются друг с другом. Подобным образом герметизируется бесконтактным способом, благодаря чему не происходит износ. Если пар сконденсировался во время сжатия винтовым вакуумным насосом, поток воздуха все равно будет вытесняться на выпускную сторону камеры сжатия. Поэтому жидкость объемом в несколько литров в час может без каких-либо проблем проходить через корпус насоса. Конструкция сливного отверстия расположена таким образом, что даже при остановке насоса он может легко сливать конденсатную жидкость.

В отличие от пластинчато-роторных вакуумных насосов, винтовые насосы имеют водяное охлаждение. Принцип охлаждения предназначен для обеспечения равномерной и стабильной абсолютной температуры во всем насосе. Количество охлаждающей жидкости можно регулировать по среднему значению термостата, что позволяет технически насосу иметь идеальный температурный режим и избегать ненужной траты водных ресурсов.