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冻干往事3

时间:2017-12-04 点击次数:541

1997年秋,我应聘到漳州一家做冻干茶粉的企业工作,厂里有两套日本真空株式会社设计,并提供主要配套设备(制冷系统、真空泵组、辐射加热板、可编程加热控制仪表),由深圳一家中日合资企业(据说日本方面在现场安装时真的安排了一个日本工程师在现场工作,听说此君还真的是很负责的)负责制造及安装的112㎡加热搁板面积,物料盘实际面积为110㎡的食品冻干设备,这次的工作岗位使我有机会近距离观察大型食品冻干设备。
  这是一套与医用机zui为相似的食品用冻干机,具体原因不详,很可能是这家日本公司以前是以生产医用机为主的,弄不好这是他们*次设计制造食品冻干机,因为它的构型与医用机太相似了,当然了,这只是我个人的猜测,不一定正确。该机型有方形前箱体,截面有2米x2米左右,深度约8米,箱体内装有两列辐射加热板,中间留有约0.4米的过道。
  经过一段时间的熟悉和了解,我对这套设备的运行数据进行了采集,发现其在节能方面做得很差,比浮宫那个台商厂的差了一大截,此时的我己经知道,浮宫那个厂里的台商是从珠海珠江食品厂分出来的,我在珠海的时候就己经知道有这个食品工厂,但并不知道它是做冻干食品的,该厂的设备是仿自于日本共和真空株式会社的,但面对这两套同样来源于日本技术的设备,而且还是号称全世界节能水平的日本国,我直到写下此文的时候也弄不明白为什么能耗会差这么大?并且能耗高的设备主机几乎全部是进口自日本的!
  我作的这套设备,制冷系统是三套并联的用水冷式氟利昂冷冻机组,单套制冷功率为56Kw,用一种油脂类的东西做作导冷及导热的介质,说明书上只有媒体二字,并未注明是什么物质,而且加热与冷冻媒体是通可以互通的,这与国产医用冻干机用的硅油(或424液)类似,但它却用导冷介质来给冷阱传递能量,与医用的设备不同(一般的医用机冷阱采用制冷剂直接膨胀制冷),用了中间介质导冷后,冷冻机组的工作温度要比冷阱工作温度低5~10℃,这对节能运行是非常不利的。其次是它的真空泵组,它选用的是罗茨+罗茨+大气喷射+水环式真空泵的组合型式,*级罗茨泵记得是1200升/秒,第二级的罗茨泵记得是600升/秒,第三级是大气喷射泵,第四级是水环式真空泵,总功率为71.2Kw(进口设备有用匹马力来计量后换算的,说明书上特别注明了设计zui高升华速率为1.45㎏/㎡h,综合各方面的情况来看,我猜测这家日本的企业可能在此之前没干过食品冻干设备,所以会有前箱体用辐射加热(食品模式),后箱体却是医用机模式(冷阱之所以没用直膨我猜可能是考虑到冷阱表面温度均匀程度的问题),真空泵组选用了能抽除水蒸汽的模式,这种组合的构型zui大的优点是能生产出合格产品,zui大的缺点是所有能节能的地方都采用zui高能耗的处理方式,因此单位电耗是我所接触到的机型中zui高的,与日本国zui为节能的印象及宣传相距甚远。
  收集数据时遇到一些困难,该公司并未在每一条线路上装设电表,我与小吴只好定时记录各时段的电流电压等参数,然后换算成功率,进而换算成电耗,同时记录物料进去及出来的各数据,zui后对整套设备进行逆计算,重点还是传热与传质平衡,经过一系列的工作,发现其传热与传质仍然是平衡的,但由于所采用的系统不同,实际的单位电耗高出了上次分析计算的结果不少,但总体来看,这套设备的性能还是及格的,因为它至少能在12小时内冻干出一仓合格的磨菇片,只不过能耗比别人高出许多而已,相比于蒸汽喷射的设备还是要低好多滴,同时代一些国产的或与台商合作的设备连合格的产品都做不出来。
  这套设备上有一个我以前从未见过的仪表,全称记得叫“可编程加热温度控制仪”,生产厂家记忆中是“上海大华——千野仪表厂”,是上海大华与日本合资企业生产的,不知道记错了沒有,当年的价格据说高达6千元人民币,接触过光电跟踪自动温度控制仪的我很快明白了它的作用,但它的说明书很厚,尽管是中文版的,厚度达150页上下的A4篇幅,即使是简写版的简易说明,也有个30来页的A4篇幅,为了弄清楚它,我花了好几月的时间,也没弄得十分的明白,主要是各种不必要的警告太多,4年后我在深圳赛格电子广场二楼找到了一个国产的具有同样功能的仪表,价格还不到2千元人民币,但功能在某些方面强大了许多,说明书却简单多了,说白了它就是比常见数显温度仪表多了一个可以随时间变化而自动设定控制值的功能的数显温度表,有些还带有记忆所设温度曲线(不是实际控制的温度曲线)的功能,其实这类温控仪表更多的应用在金属热处理行业。

 时间来到了1998年,这一年对我来说好似一个多事的年份。
  首先是这一年的4月份左右,厂里的一套冻干设备的加热媒体泵出了故障,加热不了了,我们公司维修的人排查,zui后确认是媒体泵(一种日本产的卧式屏蔽电泵)的石墨轴封坏因磨损过度损坏了,而且这台泵一套设备只配了一台,想想也知道日本人对自己国家生产的屏蔽电泵有点过于自信了,一般中国的设计人员会在这个地方安排两台泵(一备一用),再不剂也会备上一台备用泵放到库房里准备随时更换,泵是确认损坏了,可石墨轴封当时国内还没有,要从日本进口过来,发zui快的空运也得是一个星期之后才能到漳州来。
  可冻干仓里刚好推进一仓速冻好的磨菇片,怎么处理真的成了问题,现场主要有两种意见,一种是以公司研发部及设备部为主的继续抽真空下去的主张,认为可以用抽真空的办法将这仓速冻好的磨菇直接抽到干燥为止,另一种是我一个人提出来的反对意见,认为应该终止冻干进程,撤出物料放入冻库,用另一套设备完成后面的冻干作业。我在控制室找到一张纸,列了一个算式,在计算器里算了一下,确认要抽干的话大约需要一个月的时间,算式是这样的:一仓速冻好的磨菇片大致是1100㎏,含水量约1000㎏,以100Pa的压力下每克水蒸气约1240升的体积,真空泵组抽速为1200L/s,大约是12亿升体积,除以每秒1200升,再换算成天(24小时),完成抽干的话大约需要11天以上,考虑到没有热源的情况,我猜测至少30天也不一定能抽干它,可惜的是这一结果现场没人相信它是真的,设备部(一个制冷专业的大学毕业生,毕业后一直在厂里,是设备安装时候就跟着走过来的)甚至誓言旦旦地保证一定能抽干,但由于我的不同意见,而且现场没有人能反驳我的算法与结论,现场谁也拿不定主意,zui后问题被提交到总那裁决,当时的总是高xx,是无锡轻工业大学(现在的江南大学)高xx教授的硕士研究生(这位高教授后来还主编了一本《食品冻干》的小册子,厚度与中国台湾版的《食品干燥》差不多,但水平却差远了,通读全书后我觉得书中还没有形成前后连贯的思路,前后矛盾的地方也有,参考价值不大),高总zui后决定按职务高的人的意见办,也就是他也认可是可以直接抽干的,于是开着制冷及真空系统,一直连续抽了三天的真空,我每天都会去看几次,从观察窗上看,一点干燥的痕迹都沒有,倒是把安装冻干仓的车间快抽成了冷藏库,温度大约在15℃上下,每次去看都有一种阴森森的感觉,与机组正常时有点温度的感觉明显不同,我想了想,然后明白了,这是连续的抽真空强行迫使物料内所含的水份升华吸热造成的,可怜的水分子们,本来在物料内呆得好好的,由于所处的真空度已经达到了可以逃逸物料表面的程度,但因为没有了正常的热量供应,只能从外部环境中通过直接接触的传导方式输入相比而言是相当微弱的热供给升华所需,由于是大型的冻干设备,体量有些偏大,加上时间累积的的点长,这点微弱的热量传输也足以对车间内温度造成这种有点震憾般的感觉,其实类似的事情早在1991年的珠海我在马师傅的指导下就干过,预结结束后先不加热,冷阱冷冻到位后先连续抽真空10个小时的试验,那时可没出现这种感觉,与正常的作没什么明显的区别,这可能是体量小、时间短及季节不同的原因吧。三天以后,可能主张抽干的人在事实面前脸上有点挂不住,趁我不在现场时停机后拉出了物料,没有看到物料出仓后真况的我后来问了一下看到过的同事,同事告诉我与进去的时候差不多,只是表面的白霜没有了,但在进冷库前,表面的白霜又回来了,事实证明我的意见是对的。
  这件事情使我对冻干的升华过程有了更深入的直观的理解过与感觉,对我而言相当于做了一个大试验,它使我明白了升华必须有热源的道理,没有热源就不可能有升华,以前只是看到理论上是这样讲的,并没有太深的切身体会,正如同上中学地理课时,老师要求我们背熟各省及省会及城市的名称,当时花了不少时间记住了一段时间后又忘了,参加工作后出了几趟差,往北边一跑,各省及省会城市的名称就记下来了,同时还把各省的相对位置也记住了,这就是切身体会的好处。同时也让我明白了真理有时候是掌握在少数人手里的讲法是正确的,我虽然知道了我的思路的正确性,对这次事件的相对正确的判断我低调到从未对别人声张,但我的低调并未给我的处境带来任何好处,相反的明显感觉到周围有一种对我异样的眼光及氛围。但确实有人注意到了,这就是前面提到了的小吴,小吴是诏安县人,毕业于福建农林大学食品加工专业,在他的牵线搭桥下,当年我还用业余时间干了另外一件我都觉得有点不可思议的有关冻干设备方面的事情,后面将会讲到。
  去年(2014)年底,我在一个冻干技术交流群里把这个经历当成一个故事放到网上,要求看到的人出个主意,站在高总的位置上怎么决策,结果大多数人都认为高总的决定是对的,沒有一个人提到了与我类似的观点,这使我很无语,也很无奈,证明尽管过去十多年了,大多数冻干行业的从业人员还没完全真正掌握冻干的基本原理。
  这件事情的另一个后果使我对冻干的专家教授们的水平开始产生了怀疑,当时只是有点,两年后我就直接在文章中肯定地表述了出来,这个过程似乎来的有点太快了!

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