本文關(guān)鍵詞：具有初始孔隙多孔物料冷凍干燥的實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 冷凍干燥 初始飽和度 干燥曲線 傳質(zhì)傳熱 樣品幾何

【摘要】：與傳統(tǒng)的干燥方法相比,冷凍干燥是一種比較溫和的干燥方法,在藥品、生物體及特殊食品等熱敏性物料干燥過程中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通常凍干產(chǎn)品的質(zhì)量最高,但是其過程能耗也往往最高。因此,縮短冷凍干燥時(shí)間,從而降低能量消耗,并實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)率,一直是冷凍干燥領(lǐng)域的技術(shù)難題。為減小冷凍干燥過程中蒸汽傳質(zhì)阻力、縮短干燥時(shí)間、降低能耗,本課題組首次提出,將液態(tài)物料制備成“具有初始孔隙的多孔物料”再進(jìn)行冷凍干燥的思想；而常規(guī)液態(tài)物料的冷凍干燥過程是將物料冷凍固化后,直接進(jìn)行冷凍干燥。本實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了一套多功能冷凍干燥裝置,并通過初步的實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證了：具有初始孔隙的非飽和冷凍物料對(duì)液態(tài)物料的冷凍干燥過程具有明顯的強(qiáng)化作用。在課題組以前工作的基礎(chǔ)上,對(duì)實(shí)驗(yàn)室裝置做了進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì),并選擇甘露醇為主要固體物料,采用“液氮制作冰激凌法”制備了初始非飽和冷凍物料進(jìn)行冷凍干燥實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,具有初始孔隙的非飽和冷凍物料確實(shí)可以顯著地強(qiáng)化液態(tài)物料的冷凍干燥過程。兩種不同冷凍物料的干燥產(chǎn)品SEM形貌分析顯示,初始非飽和冷凍物料具有連續(xù)且均勻的固體骨架和孔隙空間,同時(shí)物料固體基質(zhì)更加纖細(xì),孔隙空間也更大,因此可以大大減小傳質(zhì)阻力。通過考察兩種物料內(nèi)部各點(diǎn)的溫度變化發(fā)現(xiàn),初始非飽和物料內(nèi)部各處冰晶確實(shí)發(fā)生升華,但仍然存在主要的升華區(qū)域；具有初始非飽和孔隙的多孔物料的冷凍干燥過程的主要控制步驟是傳熱,而常規(guī)飽和物料冷凍干燥過程的主要控制步驟是傳質(zhì)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),物料形狀對(duì)兩種物料的冷凍干燥過程影響較大；只有在兩種物料樣品最短傳遞距離相近時(shí),初始非飽和物料對(duì)冷凍干燥過程有利；兩種物料樣品直徑相同的條件下,物料量達(dá)到一定值后,初始非飽和物料對(duì)冷凍干燥過程有強(qiáng)化作用。組合加熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證,采用輻射／導(dǎo)熱的組合加熱方式可進(jìn)一步改善具有初始孔隙的非飽和多孔物料的冷凍干燥過程的傳熱過程,從而縮短干燥時(shí)間。實(shí)驗(yàn)條件下,操作溫度對(duì)冷凍干燥過程的影響較大,但壓力影響較小。
【關(guān)鍵詞】：冷凍干燥 初始飽和度 干燥曲線 傳質(zhì)傳熱 樣品幾何
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-11
• 1文獻(xiàn)紅述11-29
• 1.1 冷凍干燥概述11-18
• 1.1.1 冷凍干燥原理11-12
• 1.1.2 冷凍干燥過程12-18
• 1.2 冷凍干燥的特點(diǎn)及應(yīng)用18-20
• 1.2.1 冷凍干燥的特點(diǎn)18-19
• 1.2.2 冷凍干燥的應(yīng)用19-20
• 1.3 多孔介質(zhì)概述20-24
• 1.3.1 多孔介質(zhì)20-21
• 1.3.2 多孔介質(zhì)的傳遞機(jī)理21-24
• 1.4 冷凍干燥的研究進(jìn)展24-28
• 1.4.1 冷凍干燥過程中預(yù)冷凍過程的研究24
• 1.4.2 加熱方式對(duì)冷凍干燥過程的影響24-26
• 1.4.3 操作壓力對(duì)冷凍干燥過程影響26-27
• 1.4.4 強(qiáng)化液態(tài)物料冷凍干燥過程的方法27-28
• 1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容28-29
• 2 實(shí)驗(yàn)裝置29-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介29-30
• 2.2 真空系統(tǒng)30-31
• 2.3 控溫系統(tǒng)31-32
• 2.4 冷凍系統(tǒng)32
• 2.5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)32-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 3 實(shí)驗(yàn)部分35-41
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器35-36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)樣品制備36-38
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法38
• 3.4 實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4 具有初始孔隙的多孔物料對(duì)冷凍干燥過程的影響41-48
• 4.1 初始非飽和物料對(duì)冷凍干燥過程的影響41-42
• 4.2 兩種物料干燥產(chǎn)品的形貌特征分析42-44
• 4.3 凍干過程中兩種物料內(nèi)部溫度變化曲線44-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 5 物料幾何對(duì)冷凍干燥過程影響48-54
• 5.1 物料幾何對(duì)冷凍干燥過程影響48-53
• 5.2 本章小結(jié)53-54
• 6 操作條件對(duì)冷凍干燥過程的影響54-59
• 6.1 加熱方式對(duì)冷凍干燥過程的影響54-55
• 6.2 組合加熱條件下壓力對(duì)冷凍干燥過程的影響55-57
• 6.3 組合加熱條件下溫度對(duì)冷凍干燥過程的影響57-58
• 6.4 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 論文創(chuàng)新點(diǎn)與展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
• 致謝67-68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉紹剛 ,方如明 ,吳守一;農(nóng)業(yè)物料飄浮速度的計(jì)算和測(cè)定[J];江蘇工學(xué)院學(xué)報(bào);1988年03期

2 周會(huì)玉;;新增物料表格進(jìn)行手工更改的原因及解決措施[J];鐵道機(jī)車車輛工人;2009年11期

3 E．K．烏姆契茨,胡愛華;松散物料對(duì)料倉(cāng)壓力的計(jì)算方法[J];世界采礦快報(bào);1999年03期

4 葉常青;關(guān)于物料解控和場(chǎng)址開放[J];輻射防護(hù);2004年01期

5 張璧光;;太陽能干燥系列講座(3) 物料的干燥過程[J];太陽能;2008年03期

6 郭漢q，

本文編號(hào)：752929