Производство Генераторов ледяной воды, чиллеров, пленочных испарителей, сублимационных установок, емкостей молочных, реакторов, пастеризаторов, охладителей молока
Вакуумно-сублимационная сушка
Установка вакуумно-сублимационной сушки ВСУ: Технология сохранения жизни продуктаНазначение и принцип работы Установка вакуумно-сублимационной сушки (лиофилизации) ВСУ предназначена для деликатного обезвоживания продуктов в условиях глубокого вакуума. Ключевой принцип — удаление влаги путем перевода льда непосредственно в пар (сублимация), минуя жидкую фазу. Этот процесс осуществляется при низкой температуре на десублиматоре (до -80°C), где пары конденсируются и замерзают.Такая щадящая технология гарантирует практически полное сохранение исходных свойств сырья:
Структурная целостность: форма, текстура, объем.
Органолептические свойства: натуральный вкус, цвет и аромат.
Биологическая и питательная ценность: витамины, минералы, ферменты, биологическая активность.
Ключевые области применения Установка ВСУ является незаменимым решением для обработки высокочувствительных материалов, где критически важна сохранность свойств:
Фармацевтика и биотехнологии: вакцины, антибиотики, гормоны, ферменты, препараты плазмы крови.
Биологические образцы: бактерии, вирусы, культуры клеток, ткани, патологические образцы, реагенты.
Научные исследования: стандарты, химические продукты, лабораторные пробы.
Технологические преимущества и особенности установки ВСУ
1. Точный и стабильный тепловой контроль (залог качества):
Контактный нагрев: Основной метод через подогреваемые полки.
Непрерывный и плавный нагрев: Исключаются температурные скачки, процесс проходит максимально деликатно, без денатурации белков или разрушения структуры.
Высокоэффективная система: Тепло передается жидким теплоносителем (пропиленгликоль), что обеспечивает минимальный температурный градиент и высокую стабильность по всей площади полки.
Предварительное охлаждение: Полки могут охлаждаться до -55°C перед загрузкой продукта, что обеспечивает его быстрое и равномерное замораживание прямо в камере.
2. Мощная и надежная холодильная и вакуумная система (основа процесса):
Глубокий холод: Установлена каскадная холодильная машина, способная охлаждать десублиматор до -80°C (опционально — двухступенчатая установка). Это гарантирует эффективную конденсацию паров и поддержание глубокого вакуума.
Двухступенчатая вакуумная система: Комбинация высокопроизводительного насоса РУТС (глубокий вакуум) с одним из надежных форвакуумных насосов на выбор:
Двухступенчатый роторно-пластинчатый (с газобаластом).
Винтовой безмасляный.
Спиральный безмасляный. Такая система обеспечивает быстрое достижение, стабильное поддержание требуемого вакуума (до 1-50 Па) и отсутствие обратной диффузии паров масла.
3. Современная автоматизация и управление:
Интуитивный интерфейс: Управление через встроенный компьютер с сенсорной панелью (Touch Panel).
Гибкое программирование: Возможность создания и сохранения множества рецептов для разных продуктов.
Дистанционный мониторинг и контроль: Полный доступ к данным процесса и управлению с удаленных устройств (телефон, планшет, ПК), что позволяет специалистам оперативно реагировать на любые изменения.
4. Конструктивное исполнение:
Гигиеничная камера: Изготовлена из нержавеющей стали AISI 304.
Эффективная теплоизоляция: Слой полиуретана или вспененного полиэтилена минимизирует теплопотери.
Профессиональная оснастка: Поддоны из алюминия для оптимального теплопереноса.
Итог: Установка ВСУ — это не просто сушилка, а высокоточный технологический комплекс. Он сочетает в себе точнейший тепловой контроль, мощную вакуумно-холодильную группу и интеллектуальную систему управления, что делает его идеальным выбором для задач, где на первом месте стоит сохранение жизненно важных свойств продукта.
Состав установки и принцип работы:
Установка состоит из одного герметичного цилиндра, в котором размещен сублиматор и десублиматор. На установке смонтированы: вакуумные датчики Pirany (Edwards), вакуумная линия с клапаном, линия подвода холодильной установки к десублиматору, линия подачи и обратки теплогена к подложкам, линия для оттаивания десублиматора, линия слива воды с десублиматора в дренаж. Вакуумная камера для сублимации оснащена конструкцией с поддонами, для размещения продукта. Нагревательная подложка, которая предназначена для подогрева продукта изготовлена из нержавеющей стали AISI-304.
Вакуумно-сублимационная установка, принцип работы:
Продукт в предварительно замороженном состоянии, подается в сублимационную камеру, камера закрывается и выкачивается воздух, образуя вакуум c остаточным давлением от 3 до 45 Па. В это время в панели сублиматора подается охлажденный пропиленгликоль, полки предварительно охлаждаются. После загрузки продукта, полки начинают подогреваться по программе, согласно графику сублимации, за счет чего лед, находящиеся в продукте после заморозки, переходит в газообразное состояние, минуя фазу жидкости и поступает в испаренном состоянии в камеру десублимации. На панелях десублимации пар намораживается. После полного цикла сушки на испарителе остается лед, толщиной до 25 мм, который подвергается оттайке с помощью горячей воды, оттаянная вода удаляется через сливное отверстие.
Производимые установки:
Параметр / Модель
ВСУ-0,5
ВСУ-1
ВСУ-1,5
ВСУ-3
ВСУ-5
ВСУ-10
ВСУ-15
ВСУ-20
ВСУ-25
ВСУ-30
ВСУ-50
ВСУ-75
ВСУ-100
Площадь сублиматора, м²
0.5
1
1.5
3
5
10
15
20
25
30
50
75
100
Загрузка, кг
5
10
15
30
50
100
150
200
250
300
500
750
1000
Контактная сублимация
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
Излучательная сублимация
—
—
—
—
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
Среда нагрева/охлаждения полок
Пропиленгликоль (C₃H₈O₂) или силиконовое масло
Среда охлаждения десублиматора
Фреон R-404a, R-410, R-23
Тип холодильной установки (варианты)
Одноступенчатая с внешним предохладителем, двухступенчатая с экономайзером (T=-49°C), двухступенчатая (T=-65°C), каскадная (T=-80°C). Производители: Bitzer, Bock, Dorin, Refcomp.
Горячими парами фреона, ротационная мойка горячей водой
Исполнение камеры
Нержавеющая сталь AISI 304 (толщина стенок 6 мм)
Термоизоляция колбы
Полиуретан, вспененный полиэтилен с защитой и клейкой основой
Управление процессом
Локальное, дистанционное, через щит управления с контроллером. Управление сенсорной панелью (Touch panel). Возможность предустановки до 20 программ (вишня, груша, закваска и т.д.).
Ключевые достоинства и конкурентные преимущества
Наша установка ВСУ разработана не только для безупречного качества сушки, но и для минимизации эксплуатационных затрат. Вот что выделяет ее на рынке:
1. Революционная энергоэффективность (экономия до 75%)
Эффект теплового насоса: Уникальная система рекуперации тепла позволяет использовать избыточную энергию от холодильного контура для обогрева полок. Это снижает общее потребление электрической и тепловой энергии в 4 раза по сравнению с традиционными аналогами.
2. Передовая система термостатирования
Гибкое охлаждение и нагрев: Полки сублиматора охлаждаются и нагреваются жидким теплоносителем (пропиленгликоль, силиконовым маслом) в широком диапазоне от -45°C до +100°C. Это обеспечивает быстрое предварительное замораживание и точный нагрев.
Высокая стабильность и инерционность: Жидкостная система исключает температурные скачки. Минимальный градиент между подачей и обраткой гарантирует равномерный теплоперенос по всей площади, что критически важно для деликатных продуктов.
Двойной метод нагрева: Доступны контактно-излучательная или чисто излучательная системы, что позволяет оптимально подбирать режим для различных типов сырья.
Непрерывный график нагрева: Плавный, программируемый подогрев делает процесс максимально деликатным и сохраняет свойства продукта.
3. Мощная и экономичная холодильно-вакуумная группа
Глубокий холод: Установлены каскадные или двухступенчатые холодильные установки, способные охлаждать десублиматор до -80°C, что обеспечивает максимальную эффективность конденсации паров.
Надежная и экономичная вакуумная система: Применена каскадная схема: высокопроизводительный вакуумный насос РУТС + безмасляный форвакуумный насос (винтовой или спиральный). Такая конструкция гарантирует:
Стабильный глубокий вакуум (до 1-50 Па).
Отсутствие обратной диффузии паров и загрязнения камеры.
Экономию энергии: за счет высокой эффективности система включается всего 1 раз в 3 часа, что продлевает срок службы оборудования и снижает потребление электроэнергии.
4. Интеллектуальные функции для качества и гигиены
Контроль атмосферы: Возможность программной подачи в камеру чистого азота перед разгерметизацией. Это предотвращает окисление, сохраняя неизменное качество, цвет и питательную ценность продукта на протяжении всего срока хранения.
Автоматизированная очистка: Встроенная система азонированной промывки полок и десублиматора обеспечивает высочайший уровень гигиены и готовность к следующему циклу.
5. Профессиональная оснастка
Поддоны для продукта изготовлены из алюминия, что обеспечивает отличную теплопроводность и равномерность сушки.
Состав установки и принцип работы
Конструктивное исполнение: Установка представляет собой один или два герметичных цилиндра (камеры) из нержавеющей стали AISI 304, внутри которых компактно интегрированы все ключевые компоненты:
1. Сублиматор (рабочая камера): Оснащен нагревательной подложкой (полками) из нержавеющей стали, на которые через алюминиевые поддоны загружается продукт.
2. Десублиматор (конденсатор): Расположен в той же или соседней камере, представляет собой радиатор, охлаждаемый холодильной установкой.3.Инженерные линии: Система включает в себя:
Вакуумную линию с датчиком (Пирани) и клапанами.
Линию подвода хладагента к десублиматору.
Линии подачи и обратки теплоносителя (пропиленгликоль) к полкам.
Линии для оттайки десублиматора и слива талой воды в дренаж.
Принцип работы (кратко)
1.Загрузка и заморозка: Продукт размещается на поддонах. Полки охлаждаются, замораживая продукт.
2.Создание вакуума: Вакуумная система откачивает воздух, создавая глубокий вакуум.
3.Сублимация (первичная сушка): Полки плавно нагреваются. Лед в продукте сублимируется (переходит в пар, минуя жидкую фазу). Пар конденсируется и замерзает на холодной поверхности десублиматора.
4.Досушка (вторичная сушка): Температура полок повышается для удаления остаточной связанной влаги.
5.Завершение: В камеру может подаваться азот. Вакуум снимается, и готовый сублимированный продукт извлекается.
Итог: Установка ВСУ — это синергия передовой инженерной мысли и экономической целесообразности. Она предлагает не только бескомпромиссное качество сушки для самых требовательных продуктов, но и обеспечивает значительную экономию ресурсов, делая процесс рентабельным как для научных лабораторий, так и для промышленных производств.
Давление насыщенного водяного пара в паскалях (пар/лед) от -100 до -10°С
t, °C
P, Паскаль
ρ, г/м3
-100
0,0014
-90
0,0097
-80
0,055
-70
0,261
-60
1,080
0,1
-50
3,94
0,17
-40
12,84
0,23
–30
37,3
0,33
–28
46,6
0,41
–26
57,3
0,51
–24
69,3
0,60
–22
85,3
0,73
–20
102
0,88
–18
125
1,05
–16
150
1,27
–14
181
1,51
–12
217
1,80
–10
259
2,14
–8
309
2,54
6
367
2,99
–4
437
3,51
–2
518
4,13
0
610
4,84
2
705
5,60
4
813
6,40
6
934
7,3
8
1073
8,3
10
1227
9,4
12
1402
10,7
14
1598
12,1
16
1817
13,6
18
2063
15,4
20
2358
17,3
22
2643
19,4
24
2983
21,8
26
3361
24,4
28
3779
27,2
30
4242
30,3
32
4754
33,9
34
5319
37,6
36
5940
41,8
38
6624
46,3
40
7375
51,2
50
12332
83,0
60
19931
130
70
31157
198
Таблица для определения температуры точки росы, оформленная в более удобном и наглядном виде.
Таблица для определения температуры точки росы (°C)
Точка росы — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг насыщения и начал конденсироваться.
Как пользоваться таблицей:
1.Найдите строку с температурой воздуха.
2.Найдите столбец с относительной влажностью.
3.На пересечении — температура точки росы.
Т воздуха
Относительная влажность воздуха (%)
30%
35%
40%
45%
50%
55%
60%
65%
70%
75%
80%
85%
90%
95%
-10°C
-23,2
-21,8
-20,4
-19,0
-17,8
-16,7
-15,8
-14,9
-14,1
-13,3
-12,6
-11,9
-10,6
-10,0
-5°C
-18,9
-17,2
-15,8
-14,5
-13,3
-11,9
-10,9
-10,2
-9,3
-8,8
-8,1
-7,7
-6,5
-5,8
0°C
-14,5
-12,8
-11,3
-9,9
-8,7
-7,5
-6,2
-5,3
-4,4
-3,5
-2,8
-2,0
-1,3
-0,7
+2°C
-12,8
-11,0
-9,5
-8,1
-6,8
-5,8
-4,7
-3,6
-2,6
-1,7
-1,0
-0,2
+0,6
+1,3
+4°C
-11,3
-9,5
-7,9
-6,5
-4,9
-4,0
-3,0
-1,9
-1,0
+0,0
+0,8
+1,6
+2,4
+3,2
+5°C
-10,5
-8,7
-7,3
-5,7
-4,3
-3,3
-2,2
-1,1
-0,1
+0,7
+1,6
+2,5
+3,3
+4,1
+6°C
-9,5
-7,7
-6,0
-4,5
-3,3
-2,3
-1,1
-0,1
+0,8
+1,8
+2,7
+3,6
+4,5
+5,3
+7°C
-9,0
-7,2
-5,5
-4,0
-2,8
-1,5
-0,5
+0,7
+1,6
+2,5
+3,4
+4,3
+5,2
+6,1
+8°C
-8,2
-6,3
-4,7
-3,3
-2,1
-0,9
+0,3
+1,3
+2,3
+3,4
+4,5
+5,4
+6,2
+7,1
+9°C
-7,5
-5,5
-3,9
-2,5
-1,2
+0,0
+1,2
+2,4
+3,4
+4,5
+5,5
+6,4
+7,3
+8,2
+10°C
-6,7
-5,2
-3,2
-1,7
-0,3
+0,8
+2,2
+3,2
+4,4
+5,5
+6,4
+7,3
+8,2
+9,1
+11°C
-6,0
-4,0
-2,4
-0,9
+0,5
+1,8
+3,0
+4,2
+5,3
+6,3
+7,4
+8,3
+9,2
+10,1
+12°C
-4,9
-3,3
-1,6
-0,1
+1,6
+2,8
+4,1
+5,2
+6,3
+7,5
+8,6
+9,5
+10,4
+11,7
+13°C
-4,3
-2,5
-0,7
+0,7
+2,2
+3,6
+5,2
+6,4
+7,5
+8,4
+9,5
+10,5
+11,5
+12,3
+14°C
-3,7
-1,7
-0,0
+1,5
+3,0
+4,5
+5,8
+7,0
+8,2
+9,3
+10,3
+11,2
+12,1
+13,1
+15°C
-2,9
-1,0
+0,8
+2,4
+4,0
+5,5
+6,7
+8,0
+9,2
+10,2
+11,2
+12,2
+13,1
+14,1
+16°C
-2,1
-0,1
+1,5
+3,2
+5,0
+6,3
+7,6
+9,0
+10,2
+11,3
+12,2
+13,2
+14,2
+15,1
+17°C
-1,3
+0,6
+2,5
+4,3
+5,9
+7,2
+8,8
+10,0
+11,2
+12,2
+13,5
+14,3
+15,2
+16,6
+18°C
-0,5
+1,5
+3,2
+5,3
+6,8
+8,2
+9,6
+11,0
+12,2
+13,2
+14,2
+15,3
+16,2
+17,1
+19°C
+0,3
+2,2
+4,2
+6,0
+7,7
+9,2
+10,5
+11,7
+13,0
+14,2
+15,2
+16,3
+17,2
+18,1
+20°C
+1,0
+3,1
+5,2
+7,0
+8,7
+10,2
+11,5
+12,8
+14,0
+15,2
+16,2
+17,2
+18,1
+19,1
+21°C
+1,8
+4,0
+6,0
+7,9
+9,5
+11,1
+12,4
+13,5
+15,0
+16,2
+17,2
+18,1
+19,1
+20,0
+22°C
+2,5
+5,0
+6,9
+8,8
+10,5
+11,9
+13,5
+14,8
+16,0
+17,0
+18,0
+19,0
+20,0
+21,0
+23°C
+3,5
+5,7
+7,8
+9,8
+11,5
+12,9
+14,3
+15,7
+16,9
+18,1
+19,1
+20,0
+21,0
+22,0
+24°C
+4,3
+6,7
+8,8
+10,8
+12,3
+13,8
+15,3
+16,5
+17,8
+19,0
+20,1
+21,1
+22,0
+23,0
+25°C
+5,2
+7,5
+9,7
+11,5
+13,1
+14,7
+16,2
+17,5
+18,8
+20,0
+21,1
+22,1
+23,0
+24,0
+26°C
+6,0
+8,5
+10,6
+12,4
+14,2
+15,8
+17,2
+18,5
+19,8
+21,0
+22,2
+23,1
+24,1
+25,1
+27°C
+6,9
+9,5
+11,4
+13,3
+15,2
+16,5
+18,1
+19,5
+20,7
+21,9
+23,1
+24,1
+25,0
+26,1
+28°C
+7,7
+10,2
+12,2
+14,2
+16,0
+17,5
+19,0
+20,5
+21,7
+22,8
+24,0
+25,1
+26,1
+27,0
+29°C
+8,7
+11,1
+13,1
+15,1
+16,8
+18,5
+19,9
+21,3
+22,5
+22,8
+25,0
+26,0
+27,0
+28,0
+30°C
+9,5
+11,8
+13,9
+16,0
+17,7
+19,7
+21,3
+22,5
+23,8
+25,0
+26,1
+27,1
+28,1
+29,0
+32°C
+11,2
+13,8
+16,0
+17,9
+19,7
+21,4
+22,8
+24,3
+25,6
+26,7
+28,0
+29,2
+30,2
+31,1
+34°C
+12,5
+15,2
+17,2
+19,2
+21,4
+22,8
+24,5
+26,0
+27,2
+28,3
+29,5
+30,5
+31,5
+32,5
Сублимационная сушка — это метод удаления воды из замороженного продукта путём перевода льда непосредственно в пар (минуя жидкую фазу) в условиях глубокого вакуума и низкого давления (ниже тройной точки воды — 610 Па). Это позволяет сохранить структуру, форму, витамины и вкус продукта.
Ключевые этапы и условия:
1. Подготовка продукта:
Быстрая заморозка (предпочтительно шоковая) — чем быстрее, тем мельче кристаллы льда и выше качество конечного продукта.
Продукт должен быть полностью заморожен.
2. Основной процесс сублимации (первичная сушка):
Продукт помещается в вакуумную камеру из нержавеющей стали.
Давление снижается ниже тройной точки (оптимально = 10-100 Па).
Продукт подогревается для подачи энергии, необходимой для сублимации (фазового перехода "лёд → пар"). Так как
в вакууме нет конвекции, используют:
Контактный нагрев (от полок, на которых лежит продукт) — основной способ.Инфракрасное излучение.СВЧ-нагрев сложен из-за риска образования плазмы ("плазменных шнуров").
По мере высыхания верхние слои образуют пористую "пенопластовую" структуру, которая становится теплоизолятором, замедляя процесс.
3. Удаление паров воды и роль десублиматора:
Это критически важный этап. Пары воды необходимо интенсивно удалять, чтобы давление в камере не поднялось выше 610 Па (иначе продукт оттает).
Вакуумные насосы (роторно-пластинчатые + РУТС) создают и поддерживают глубокий вакуум.
Ключевой элемент экономии:Десублиматор (конденсатор), охлажденный до -40°C...-56°C. Пары воды конденсируются и замерзают на его поверхности в виде льда.
Эффект: Нагрузка на вакуумные насосы снижается в 20-30 раз, так как им не нужно откачивать огромные объёмы пара постоянно (например, 3030 м³ на 100 кг воды). Они лишь удаляют неконденсируемые газы.
Для охлаждения десублиматора используются двухступенчатые холодильные агрегаты на фреоне.
4. Завершение процесса и восстановление продукта:
После удаления всей свободной влаги может проводиться вторичная сушка (досушка) для удаления остаточной связанной влаги.
Готовый продукт пористый, лёгкий, сохраняет форму и объём.
Хранение: Длительное, при комнатной температуре, в герметичной упаковке (так как гигроскопичен).
Восстановление: при контакте с водой продукт быстро регидратируется, почти полностью восстанавливая первоначальные свойства (вид, вкус, текстуру, витамины).
