1、概述

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，真空技術(shù)(vacuum technology)在糧食行業(yè)的運用越來越廣。真空技術(shù)被稱為21世紀(jì)的朝陽產(chǎn)業(yè)，作為一門綜合性交叉學(xué)科，在輸送、環(huán)保、干燥、儲藏、加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，各種與真空技術(shù)密切相關(guān)的新工藝、新方法、新技術(shù)、新設(shè)備都顯示了其獨特的優(yōu)勢和特色。

　　“真空”這一術(shù)語譯自拉丁文vacuo，其意義是虛無。其實真空應(yīng)理解為氣體較稀薄的空間。在指定的空間內(nèi)，低于一個大氣壓力的氣體狀態(tài)統(tǒng)稱為真空。真空狀態(tài)下氣體稀薄程度稱為真空度(degreeofvacuum)，通常用壓力值表示。

　　根據(jù)我國所制訂的國標(biāo)GB3163的規(guī)定，真空區(qū)域大致劃分如下：

　　低真空區(qū)域105~102Pa(760~1torr)

　　中真空區(qū)域102~10-1Pa(1~10-3torr)

　　高真空區(qū)域10-1~10-5Pa(10-3~10-7torr)

　　超高真空區(qū)域<10-5Pa(<10-7torr)

　　目前，真空技術(shù)在糧食行業(yè)的運用主要集中在中、低真空區(qū)域內(nèi)。體現(xiàn)在糧食產(chǎn)后的清糧、干燥、儲藏、輸送和加工等一系列生產(chǎn)活動中，有利于增加糧食有效產(chǎn)出，改善或保護糧食品質(zhì)，提高系統(tǒng)處理功效。

2、真空輸送(vacuum handling)

　　利用真空與大氣空間存在壓力差所產(chǎn)生的力來做功的。由于這種機械能存在著壓強處處均勻的特點，這些真空設(shè)備在糧食、面粉、飼料行業(yè)運用較多。利用安裝在輸送系統(tǒng)終點的真空泵(vacuumpumps)抽吸系統(tǒng)內(nèi)的空氣，使輸送管內(nèi)形成低于大氣壓的負壓氣流，物料同大氣一起從起點吸嘴進入管道，隨著氣流輸送到終點分離器內(nèi)，物料顆粒受到重力或離心力作用從氣流中分離出來，氣體除塵后經(jīng)真空泵或離心風(fēng)機排入大氣，綠色環(huán)保。

　　真空輸送設(shè)備在糧食行業(yè)主要用于谷物裝卸，它可置于港口、碼頭、筒倉或散裝物料存放點，將物料抽吸上來，并送至料倉等受料點，對裝運散裝物料的船舶、車輛等無需特殊改裝，是糧食等粉粒料系統(tǒng)輸送散裝物料的理想設(shè)備。可實現(xiàn)遠距離垂直輸送，操作方便。整機性能可靠，無塵作業(yè)，裝卸傳送物料損耗小，工作效率高。并且體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、安裝容易、低噪音、無震動、維護方便。采用負壓輸送方式來處理和搬運，可以改善各種糧食設(shè)施的工作環(huán)境、減少因粉塵對設(shè)備的磨損、保護操作人員免受粉塵對身體損害、防止粉塵爆炸的發(fā)生，還可減少對周圍環(huán)境的粉塵污染。具有巨大的社會效益和環(huán)境效益。

　　早在1958年，上海港口和長沙等地開始試用真空吸糧機從船舶上缷糧。以食品工業(yè)部門為例，我國有1000多個面粉廠采用真空輸送，其中港口采用的真空輸送已達到200噸/時的輸送能力。真空輸送作為一項新的運送技術(shù)，在其可以適應(yīng)的領(lǐng)域預(yù)計將得到進一步的發(fā)展。

　　真空輸送具有以下特點：①設(shè)備構(gòu)造簡單，制造、加工、安裝都比較方便，控制費用少，建設(shè)時間短。真空輸送系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分均為型鋼板材的焊接結(jié)構(gòu)，由管、罐形狀的構(gòu)件所組成，各構(gòu)件間各相對運動、維修操作都比較容易，如果加裝一些控制設(shè)備，很容易實現(xiàn)自動化操作。②輸送效率高，設(shè)備無回程運輸。其他運輸工具均有運輸手段均有空程返回的缺點，而真空輸送的運輸介質(zhì)是空氣，只需在終端排入大氣，輸送過程中，進料口可連續(xù)加料，實現(xiàn)連續(xù)輸送。③勞動衛(wèi)生條件好，真空輸送時物料在管內(nèi)運行，管內(nèi)處于負壓，粉塵不會外泄飛揚，物料不會飛散和污損環(huán)境。在輸送過程中，還可以進行分選、干燥等中間處理。如物料在負壓下輸送，因為在負壓下水分易于蒸發(fā)，所以，即使不采用其它干燥手段，水分較高的物料在輸送過程中，也會得到一定的干燥作用，利用物料顆粒重量的不同，設(shè)計適當(dāng)?shù)睦嬃峡诳梢詫ξ锪戏诌x。④此外，真空輸送的輸送管道，便于因地制宜地設(shè)置管網(wǎng)，布置簡便靈活，可以充分利用場地面積，易于適應(yīng)作業(yè)環(huán)境。

　　真空輸送的主要問題是動力消耗大，輸送距離受到一定的限制。對于吸送物料的體積、形狀、物理性質(zhì)有一定要求，不宜于輸送凝聚性和粘著性的物料，忌輸入帶電粉體，整個系統(tǒng)要氣密性好，而完全做到這一點又比較困難。是否宜于采用真空輸送，需綜合考慮經(jīng)濟效益決定。

3、真空除塵(vacuum cleaning)

　　在我國糧食進出倉、倒倉作業(yè)以及生產(chǎn)加工過程中，特別是在糧食中轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生的粉塵大、作業(yè)環(huán)境惡劣，更為嚴(yán)重的是，大量的粉塵極有可能產(chǎn)生粉爆，給人民生命和國家財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重的隱患。在糧食工業(yè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)領(lǐng)域中，對粉塵的要求越來越高。生產(chǎn)環(huán)境的潔凈不僅是確保某些產(chǎn)品高質(zhì)量的必要前提，而且對改善生產(chǎn)環(huán)境、保護個人身體健康、避免二次污染均有重要意義。

　　采用真空除塵方式綠色環(huán)保，不僅改善各種糧食設(shè)施的工作環(huán)境、保護個人身體健康、防止粉塵外泄飛揚以及粉塵爆炸的發(fā)生，而且減少對周圍環(huán)境的粉塵污染。真空除塵具有布置靈活、使用方便、收集率高、有效收集范圍廣、運行可靠性強等特點，在減少二次污染的同時還能大大降低工人的勞動強度和粉塵對身體的危害。

4、真空包裝(vacuum packaging)

　　真空包裝是將物品裝入氣密性容器后，在容器封口之前抽真空，使密封后的容器內(nèi)基本沒有空氣的一種包裝方法。真空包裝法也稱減壓包裝法或排氣包裝法。這種包裝可阻擋外界的水汽進入包裝容器內(nèi)，也可防止在密閉著的防潮包裝內(nèi)部存有潮濕空氣，在氣溫下降時結(jié)露。采用真空包裝法，要注意避免過高的真空度。

　　一般的原糧以及糧食加工過的商品都可以采用真空包裝，真空包裝不但可以避免或降低糧食的氧化、變色、變味，而且抑制了某些霉菌和細菌的生長。

　　目前糧食、油料等加工保鮮都還基本處于低級、粗放的狀態(tài)，而且我國的冷藏條件也不能與美國、日本等發(fā)達國家相比，這樣造成農(nóng)產(chǎn)品大量損耗和資源浪費。而真空包裝能維持糧食農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和營養(yǎng)成分，倍受糧食行業(yè)的重視。

　　真空包裝除控制外界溫度和無菌以外，更重要的是控制糧食合適的氣體環(huán)境，達到預(yù)期的保鮮目的。其主要方法有機械擠壓式、吸管脫氣式等方法。無論何種方式，都是要把包裝袋內(nèi)的空氣抽出，然后熱封。其主要特點是：降低袋內(nèi)含氧量，抑制霉菌、細菌生長發(fā)育，控制糧食變質(zhì)，達到保鮮、保質(zhì)的目的。另外，真空包裝后，還可抗機械壓力，減輕振蕩，既利于遠途運輸，又利于銷售。

5、真空儲藏(vacuum storage)

　　真空儲藏新技術(shù)也稱低壓儲藏、減壓儲藏。真空儲藏是利用抽氣減壓的方法，用抽氣裝置將密封良好的糧堆中的空氣抽出，降低糧堆中的氧氣濃度甚至使其接近絕氧狀態(tài)，并長時間地保持，以達到儲藏糧食的保鮮和殺蟲、防蟲的目的。與氣調(diào)貯藏不同的是，減壓貯藏只改變貯藏環(huán)境中空氣的總含量和密度，不改變空氣成分和組合比例。真空儲藏實質(zhì)上是一種壓控儲藏方法。有利于抑制酶、細菌、病、蟲的發(fā)生與擴散。

　　真空儲藏是將糧食置于密閉庫房(容器)內(nèi)，在降溫的過程中將貯藏庫(容器)內(nèi)的空氣抽出，進行減壓降氧，隨著壓力的不斷降低，一些對貯物有害的氣體也隨之減少或基本消失，為糧食的長期貯藏保鮮創(chuàng)造了有利的條件。減壓庫在正常運行中可同時和連續(xù)完成真空預(yù)冷、減壓冷藏過程，減少了貯藏工藝環(huán)節(jié);由于庫內(nèi)所貯糧食無需氣密包裝，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，成為糧食科研工作者研究的熱點。

6、真空爆殼(vacuum bursting)

　　將堅殼類農(nóng)產(chǎn)品(如板栗、葵花子等)經(jīng)漂洗及挑選工序(主要是挑去發(fā)霉及生蟲的原料)后裝入真空爆殼機中，在真空條件下，將具有相當(dāng)水分的濕物料加熱到一定溫度，在真空泵的抽氣作用下，物料吸熱使其外殼的水分不斷蒸發(fā)而被移除，其韌性和強度降低，脆性大大增加。真空作用又能使殼外壓力降低，殼內(nèi)將相對處于較高壓力狀態(tài)。在外殼將被加熱干燥產(chǎn)生應(yīng)力發(fā)生應(yīng)變的同時，果仁也被加熱并使其內(nèi)部的水分汽化，果仁因失水而收縮，使其與內(nèi)皮、外殼自行分離;由于果仁的水分汽化后無法從外殼逸出，使殼內(nèi)的壓力進一步升高，達到一定數(shù)值時，就會使外殼和內(nèi)皮爆裂。

　　真空爆殼加工技術(shù)不僅效率高，而且衛(wèi)生，不僅適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，而且能夠保持果仁的原形、原色、原味，同碾、軋、擠等加工工藝相比較，大大降低了果仁破碎及損失，爆殼率達90%以上，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，具有廣闊的應(yīng)用價值。

7、真空干燥(vacuum drying)

　　真空干燥過程就是將被干燥物料置放在密閉的干燥室內(nèi)，用真空系統(tǒng)抽真空的同時對被干燥物料不斷加熱，使物料內(nèi)部的水分通過壓力差或濃度差擴散到表面，水分子在物料表面獲得足夠的動能，在克服分子間的相互吸引力后，逃逸到真空室的低壓空間，從而被真空泵抽走的過程。真空干燥能夠方便地回收有用和有害的物質(zhì)，而且能做到密封性良好。從環(huán)境保護的意義上講，有人稱真空干燥為“綠色干燥”。

　　在真空狀態(tài)下，物料濕氣的沸點降低、汽化過程加速，因此就特別適合于對溫度敏感而且易分解的物料。真空干燥主要在低真空區(qū)域內(nèi)進行。糧食水分在汽化過程中，其沸騰蒸發(fā)溫度與環(huán)境壓力成正比，把高水分糧食放置在密閉的干燥筒內(nèi)，使干燥筒形成并維持一定的真空度，同時對干燥筒內(nèi)的糧食不斷加熱，使糧食內(nèi)部的水分通過壓力差擴散到表面，汽化后被真空泵抽走，實現(xiàn)真空低溫狀態(tài)下連續(xù)對高水分糧食進行脫水干燥。真空干燥使水分的沸騰蒸發(fā)溫度從100℃降低到40℃以下，由于蒸發(fā)溫度低于淀粉的糊化溫度，不會對糧食籽粒產(chǎn)生損傷。避免了糧食籽粒的膨脹和爆腰，能夠保證糧食干燥后的產(chǎn)品質(zhì)量。保證了物料烘后原有色、香、味、營養(yǎng)成份、品質(zhì)基本不變，是真正意義上的低溫干燥，與一般的熱風(fēng)低溫干燥完全不同。

　　真空冷凍干燥(vacuum freezedrying)技術(shù)是使物料首先凍結(jié)，然后在真空條件下升溫，使冰升華達到最后干燥的目的。采用的加熱方式有紅外線加熱、微波加熱等，所提供的熱量既要快速使冰升華，又不能使產(chǎn)品表面受到損傷。真空冷凍干燥技術(shù)能夠保持產(chǎn)品原有的色、香、味、形以及營養(yǎng)成分，特別對熱敏性物料的干燥，是生產(chǎn)綠色食品有前途的一種干燥方法。

8、結(jié)束語

　　我國糧食輸送、干燥、加工等產(chǎn)業(yè)市場潛力巨大，如何將真空技術(shù)科學(xué)、合理、有效地運用在糧食行業(yè)當(dāng)中，真空工作者應(yīng)發(fā)揮自己的專業(yè)優(yōu)勢以及新理論的研究，大力開發(fā)新型實用的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，為我國的糧食事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻。