本文關(guān)鍵詞：冷凍干燥過程殘余含水量的預(yù)測(cè)與控制方法研究

  更多相關(guān)文章： 冷凍干燥 傳熱傳質(zhì) 有限元方法 殘余水 核磁共振

【摘要】：與傳統(tǒng)熱干法相比,冷凍干燥方法具有有利于維持物料原有的化學(xué)組成和物理性質(zhì)以及干燥后物質(zhì)疏松多孔、易于溶解和復(fù)水等諸多優(yōu)點(diǎn),因此在食品工業(yè)、制藥工業(yè)和生物制品保存等方面的應(yīng)用日益廣泛。殘余水含量是影響冷凍干燥效果的一大重要因素。本文在分析了冷凍干燥的基本原理與物理機(jī)制基礎(chǔ)上,研究冷凍干燥過程的建模和仿真方法,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍干燥過程殘余水含量的有效預(yù)測(cè)和控制。具體工作包括:(1)對(duì)冷凍干燥過程的仿真方法進(jìn)行研究。提出基于有限元思想和動(dòng)態(tài)網(wǎng)格技術(shù)的冷凍干燥過程仿真方法,基于冷凍干燥的多維動(dòng)態(tài)模型分別對(duì)升華干燥過程和解析干燥過程建立仿真模型進(jìn)行仿真研究。通過研究?jī)龈蛇^程中溫度、壓強(qiáng)、殘余水含量等物理參數(shù)的分布和變化規(guī)律,確定仿真方法的正確可靠有效性。(2)對(duì)冷凍干燥過程殘余水含量的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行研究。在冷凍干燥仿真方法基礎(chǔ)上提出殘余水的計(jì)算方法,對(duì)升華干燥過程和解析干燥過程的殘余水含量進(jìn)行仿真研究,結(jié)果表明在冷凍干燥過程中擱板溫度、壓強(qiáng)、物料厚度和干燥時(shí)間都會(huì)對(duì)冷凍干燥過程的殘余水含量產(chǎn)生影響。利用核磁共振方法對(duì)凍干紅細(xì)胞進(jìn)行殘余水研究,對(duì)比仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者具有較好的一致性。最后在仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上提出冷凍干燥殘余水含量的預(yù)測(cè)方法。(3)對(duì)冷凍干燥過程殘余水含量的控制方法進(jìn)行研究。通過分析冷凍干燥過程擱板溫度、壓強(qiáng)、干燥時(shí)間等因素對(duì)殘余水含量的影響程度以及在冷凍干燥過程中控制不同干燥條件的難易程度,提出凍干工藝參數(shù)的控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)殘余水含量的控制。
【關(guān)鍵詞】：冷凍干燥 傳熱傳質(zhì) 有限元方法 殘余水 核磁共振
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-14
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第二章 冷凍干燥過程的熱物理機(jī)制16-27
• 2.1 冷凍干燥原理及基本物理過程16-20
• 2.1.1 冷凍干燥原理16-18
• 2.1.2 冷凍干燥基本物理過程18-20
• 2.2 冷凍干燥傳熱傳質(zhì)基本原理20-21
• 2.3 冷凍干燥理論模型21-26
• 2.3.1 一維穩(wěn)態(tài)模型21-22
• 2.3.2 一維解析-升華模型22-23
• 2.3.3 二維解析-升華模型23-24
• 2.3.4 多維動(dòng)態(tài)模型24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 冷凍干燥過程仿真方法研究27-55
• 3.1 升華干燥階段仿真方法研究28-49
• 3.1.1 物理模型29-35
• 3.1.1.1 幾何描述29-30
• 3.1.1.2 控制方程30
• 3.1.1.3 初始條件與邊界條件30-33
• 3.1.1.4 物理參數(shù)確定33-34
• 3.1.1.5 模型簡(jiǎn)化與假設(shè)34-35
• 3.1.2 仿真方法35-39
• 3.1.3 結(jié)果分析39-49
• 3.1.3.1 升華干燥階段升華規(guī)律分析39-40
• 3.1.3.2 升華干燥階段傳熱分析40-45
• 3.1.3.3 升華干燥階段傳質(zhì)分析45-46
• 3.1.3.4 干燥時(shí)間與干燥條件之間的關(guān)系46-49
• 3.2 解析干燥階段仿真方法研究49-53
• 3.2.1 物理模型49-50
• 3.2.2 仿真方法50
• 3.2.3 結(jié)果分析50-53
• 3.2.3.1 解析干燥階段傳熱分析50-51
• 3.2.3.2 解析干燥階段傳質(zhì)分析51-53
• 3.3 本章小結(jié)53-55
• 第四章 冷凍干燥過程殘余水含量預(yù)測(cè)方法研究55-74
• 4.1 殘余水仿真預(yù)測(cè)研究55-57
• 4.1.1 殘余水計(jì)算方法55-56
• 4.1.2 控制變量56-57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證57-60
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原理與方法57-58
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)58-60
• 4.2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器58
• 4.2.2.2 凍干紅細(xì)胞制備58-59
• 4.2.2.3 殘余水測(cè)量過程59-60
• 4.3 結(jié)果分析60-72
• 4.3.1 仿真結(jié)果分析60-68
• 4.3.1.1 升華干燥階段殘余水分析60-65
• 4.3.1.2 解析干燥階段殘余水分析65-68
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析68-72
• 4.4 冷凍干燥過程殘余水預(yù)測(cè)方法72
• 4.5 本章小結(jié)72-74
• 第五章 冷凍干燥過程殘余水含量控制方法研究74-80
• 5.1 殘余水含量影響因素分析74-77
• 5.2 殘余水含量控制方法77-79
• 5.3 本章小結(jié)79-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 總結(jié)80-81
• 6.2 展望81-82
• 致謝82-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 附錄88-91

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1037688