وکیوم درایر همانطور که از نام آن مشخص است به معنای خشک کننده تحت خلاء می باشد. (Vacuum:مکش، Drayer: خشک). این سیستم برای خشک کردن و گرم کردن مواد حساس به گرما یا موادی که گرما باعث تغییر شکل یا ماهیت آنها میشود استفاده میشود.
خشک کردن اجسام مرطوب در یک محل صنعتی به سیستمی احتیاج دارد که از خشک شدن همراه با حفظ کیفیت محصول در شرایط معین اطمینان حاصل می کند. چنین خشک کردن با راندمان بالا نیاز به روشی برای خشک کردن توسط خلاء دارد.
در این دستگاه سرعت تبخیر و خشک کردن بیشتر میشود زیرا تحت شرایط خلاء نقطه ی جوش مواد کاهش می یابد و به طبع آن انرژی کمتری جهت فرآیند لازم خواهد بود. خشک کردن مواد تحت خلاء و بدون استفاده از حرارت مستقیم و با بهره گیری از بهترین و بالاترین کیفیت باعث بالاترین راندمان میشود.
از ویژگی های خشک کن تحت خلاء میتوان به امکان برنامه ریزی و تنظیم این دستگاه در شرایط خاصی اشاره کرد. به عبارتی با استفاده از این دستگاه میتوان اقدام به خشک کردن یک مواد در یک دما و رطوبت خاصی نمود. زیرا بسته به استفاده باید قابلیت تنظیم دما و رطوبت را داشته باشد. ظرفیت و ورودی دستگاه بسته به نوع استفاده ار آن فرق میکند و از 20 کیلوگرم در مدل های کوچک تا 20 تن در مدل های بزرگ متفاوت هست.
انواع فرآیندهای خشک کردن
- خشک کردن با خلاء
- فریز درایر: معمولاً در صنعت قهوه مورد استفاده قرار می گیرند اما از آنها برای خشک کردن محصولات صنایع غذایی و دارویی نیز استفاده میشود. فریز درایر یک فرایند بسیار پیچیده و فنی است و یکی از ملایم ترین روش های خشک کردن است. ویژگی های خاص محصول، مانند عطر و رنگ محصول، در طی فرآیند خشک کردن حفظ می‌شوند.
- خشک کردن سنتی و بدون استفاده از مواد افزودنی
خشک کردن خلاء چیست؟
روشی برای خشک کردن که شیء در یک محفظه بسته شده قرار میگیرد، به منظور افزایش مصنوعی اختلاف فشار، هوای درون محفظه تخلیه میشود و فشار با یک پمپ خلاء کاهش می یابد. روش خشک کردن خلاء یک جسم را در دمای 25 درجه سانتیگراد سه برابر سریعتر در مقایسه با هوای 30 درجه سانتیگراد و رطوبت 50٪ خشک می کند.
از وکیوم درایر میتوان در صنایع غذایی مانند خشک کردن میوه، سبزیجات، مواد خوراکی پودری و…. برای اجزای برقی و الکترونیکی مانند سیم پیچ های مختلف (سیم پیچ موتور، ترانسفورماتور…)، اجزای فلزی و ماشینکاری دارای اشکال پیچیده و متخلخل، صنایع چوب و کاغذ و… استفاده میشود.
| کاربرد | مثال |
| صنایع غذایی | سبزیجات تازه، گوشت، میوه، قهوه فوری، فراورده‌های شیر، ژامبون، نودل فوری، مواد پودر |
| قطعات الکترونیکی | تابلوهای چاپی، کیت های رله، اجزای IC، تابلوهای شیشه ای پانل LCD، کویل های موتور، کویل های ترانسفورماتور، سیم هادی و پایانه‌ها |
| قطعات فلزی، ماشینکاری | قطعات با حفرات میکرو، لوله‌های میکرو، سرپیچ های قالب، قطعات رسوبی، فیلترهای فلزی، پودرهای فلزی، بلبرینگ، قطعات دقیق ماشین |
کاربرد وکیوم درایر
- خالص سازی (تبخیر محصولات جانبی، ایزومر، آغازگر گرمای واکنش نداده)
- افزایش دادن وزن مولکولی پلیمرها
- بدست آوردن یک ترکیب خشک خالص از یک حل شونده یا پودر خیس یا رزین.
- مناسب برای خشک کردن نمونه‌های قابل انفجار در دمای بالا
- مناسب برای خشک کردن یا تبخیر مواد با نقطه جوش بالا
- جدا کردن حلال و حل شونده
- جلوگیری از ورود اکسیژن در هنگام خشک کردن
- خشک کردن کامل پودرها
- پخت و ضد عفونی و استریل کردن انواع ظروف شیشه ای در تحقیقات
- صنایع مختلف از جمله بیوشیمی، داروسازی شیمیایی، مراقبت های بهداشتی، تحقیقات کشاورزی و حفاظت از محیط زیست
لزوم استفاده از خشک کن تحت خلاء
بسته به ویژگی های خاص محصول مورد نیاز، بخش های مختلف صنعت نیاز به انواع مختلفی از فناوری خشک کردن دارند. خشک کردن محصولات با ارزش بالا مانند مواد غذایی، دارویی و محصولات بیولوژیکی که احتمالاً به گرما حساس هستند، توجه ویژه ای می طلبد.
خشک کردن با خلاء می تواند ابزاری مفید برای محصولات جامد حساس به گرما باشد. خشک کردن یک عمل اساسی در بخش های مختلف صنایع فرآیندهای شیمیایی است. صنایع مختلف مانند مواد غذایی، دارویی، شیمیایی، پلاستیک، چوب، کاغذ و سایر صنایع از وکیوم درایر برای از بین بردن رطوبت در فرآیند محصول استفاده می کنند.
بیشتر خشک کن ها به عنوان خشک کن های مستقیم طبقه بندی می‌شوند. جایی که از هوای گرم (در نزدیکی فشار اتمسفر) برای تأمین گرما برای تبخیر آب یا سایر حلال های حاصل از محصول استفاده میشود.
یکی دیگر از رده‌های مهم خشک کن ها، وکیوم ها می باشد. در این نوع، از جو کم فشار برای احاطه محصول استفاده میشود. در واقع خشک کردن یکی از پر انرژی ترین عملیات های واحد است. به دلیل گرمای نهان زیاد بخار آب و ناکارآمدی ذاتی استفاده از هوای گرم به عنوان رایج ترین ابزار خشک کننده محسوب میگردد.
برخی محصولات به دلیل ویژگی های خاص، نسبت به دما بسیار حساس هستند. برای تبخیر حلال از مخلوط استفاده از دماهای بالا لازم است، از طرفی دمای بالا ممکن است ویژگی های اصلی محصول را خراب کرده و برای برنامه طراحی شده معتبر نخواهد بود. با استفاده از خلاء می توان درجه حرارت لازم برای تبخیر را کاهش داد، بنابراین می توان ضمن رعایت خصوصیات اصلی و مورفولوژی، فرایند را در دمای پایین انجام داد.
دستگاه های وکیوم درایر، خشک کردن محصولات مختلف را امکان پذیر می کند :
- عصاره‌های گیاهی
- کنسانتره آب میوه
- محصولات دارویی
- پروتئین های گیاهی هیدرولیز شده (HVP)
- قهوه فوری
- نوشیدنی های مالت
- محصولات نانوایی
- عصاره گوشت
مزایای استفاده از خشک کن های خلاء
- درجه حرارت پایین محصول
- خشک کردن مداوم و ملایم محصول
- از دست نرفتن طعم ها
- از دست دادن محصول بسیار کم است
- بدون اکسیداسیون محصول
- تغییرات مکانیکی برای محصول ندارد
- درجه رطوبت قابل کنترل محصولات خشک شده
- امکان بازیابی حلال ها
- مشخصات دما قابل تنظیم است
- مصرف کم انرژی
- سیستم های تغذیه و تخلیه خاص محصول
- عملیات و تمیز کردن خودکار
نحوه عملکرد سیستم خشک کن تحت خلاء
وکیوم درایر یک محفظه خلاء است که در آن یک تسمه راهنمای انتقال مواد در آن ثابت شده است. مواد پس از عبور از توزیع کننده مداوم خلاء در بالای تجهیزات، بطور مداوم در تسمه راهنما توزیع می‌شوند. تسمه راهنما به آرامی به انتهای دیگر انتقال می یابد. منطقه گرمایش در زیر آن قرار دارد تا گرمای خشک کردن را فراهم کند، بنابراین مواد موجود در تسمه آب را تبخیر می کنند. در حین کار کردن به طور مداوم، بخار به سرعت توسط خلاء خارج میشود.
هنگام رسیدن به انتهای تجهیزات، مواد به طور خودکار روی تسمه راهنمای لایه دوم سقوط می کنند و تا زمانی که شرایط خشک کردن را برآورده کنند، آنها چندین مرتبه کار را تکرار می کنند. ساختار چند لایه می تواند مطابق با الزامات فرآیند مادی طراحی شود. دستگاه خشک کن تحت خلاء با داشتن دماهای مختلف برای هر لایه و سرعت قابل تنظیم، برای خشک کردن همه نوع مواد مناسب است. سرانجام در انتهای تخلیه، مواد به داخل محفظه انتقال می یابند و توسط پیچ ناقل به محل خروج منتقل می‌شوند. در نهایت پس از آسیاب و غربال با مش قابل تنظیم به مخزن مواد تحویل داده میشود.
