Вакуумная сушка — это операция массообмена, при которой влага, присутствующая в веществе, обычно влажном твердом веществе, удаляется посредством создания вакуума .
В химической промышленности, такой как пищевая промышленность , фармакология, сельское хозяйство и текстильная промышленность, сушка является важной единичной операцией по удалению влаги. [1] Вакуумная сушка обычно используется для сушки веществ, которые являются гигроскопичными и чувствительными к теплу, и основана на принципе создания вакуума для снижения давления в камере ниже давления паров воды, заставляя ее кипеть. С помощью вакуумных насосов давление вокруг высушиваемого вещества снижается. Это снижает точку кипения воды внутри этого продукта и тем самым значительно увеличивает скорость испарения . Результатом является значительное увеличение скорости сушки продукта. [2] Процесс вакуумной сушки представляет собой пакетную операцию, выполняемую при пониженном давлении и более низкой относительной влажности по сравнению с давлением окружающей среды, что обеспечивает более быструю сушку.
Вакуумная сушилка — это оборудование, с помощью которого осуществляется вакуумная сушка. Вакуумные сушилки иногда изготавливаются из чугуна, но большинство из них из нержавеющей стали, чтобы выдерживать высокое вакуумное давление без какой-либо деформации. Печь разделена на полые лотки, что увеличивает площадь поверхности для теплопроводности . Дверца печи герметично закрывается и подключена к вакуумному насосу для снижения давления.
Материалы, которые необходимо высушить, находятся на поддонах внутри вакуумной сушилки, а давление снижается с помощью вакуумного насоса. Дверь сушилки плотно закрывается, а пар пропускается через пространство между поддонами и рубашкой, так что передача тепла происходит за счет теплопроводности. Водяные пары из сырья направляются в конденсатор , а после сушки вакуумный насос отключается, и высушенный продукт собирается с поддонов.
Поскольку традиционные методы сушки (например, конвективная сушка) могут вызывать значительные изменения в питательной ценности и текстуре (например, более темный цвет из-за реакции Майяра ), микроволновая вакуумная сушка является альтернативой для фармацевтических препаратов и сушки пищевых продуктов, метод известен с 1989 года. [ требуется ссылка ] Микроволны ускоряют процесс сушки и снижают температуру в вакуумной системе, сокращая общее время цикла сушки и температурные эффекты пищевого продукта. [3] [4] [ необходим неосновной источник ] Микроволновая вакуумная сушка может использоваться для производства сухих фармацевтических препаратов и пищевых продуктов. [4] Однако промышленное оборудование может потребовать предварительной обработки образцов перед обработкой в промышленной вакуумной системе; предварительная сушка используется традиционными методами для снижения объемного содержания воды. [4] [ необходим неосновной источник ]
Вакуумная сушилка может использоваться для сушки термочувствительных гигроскопичных и токсичных материалов. Если сырьем для сушки является раствор, его можно сушить с помощью вакуумной сушилки, поскольку растворитель может быть восстановлен путем конденсации. Для улучшения качества продукции, например, для консервации фруктов, гибридная сушка, сочетающая осмотическое обезвоживание с последующей сушкой тепловым насосом и микроволново -вакуумной сушкой, оказалась эффективной. [1]