液体物料非饱和冷冻干燥及其过程强化

发布时间：2020-12-23 02:51

　　冷冻干燥是指将含湿物料在低温低压条件下脱除水分的过程。虽然冷冻干燥产品质量高,但是干燥时间长、能耗高的问题始终存在。如何缩短干燥时间、强化冷冻干燥过程成为冷冻干燥领域研究的一个重要方向。对于常规液体物料的冷冻干燥,物料冻结后,内部没有孔隙。干燥过程中,升华界面向内退却,水蒸气迁移仅存在于冰晶升华留下的孔隙中。如果将待干料液制成具有初始孔隙的非饱和冷冻物料,物料的初始孔隙可以减小水蒸气迁移过程的阻力,冷冻干燥速率可望提高。本论文使用维生素C为溶质,制备了初始饱和与初始非饱和物料,探究两种物料的冷冻干燥过程,并试图通过不同方式强化干燥过程。实验结果表明:使用软冰技术制备的饱和维生素C,其冷冻干燥过程更稳定,干燥产品呈现均匀的多孔结构,避免了维生素C的崩塌;具有一定初始孔隙的多孔物料对液体物料冷冻干燥过程具有显著的强化作用;冷冻物料的初始饱和度越小,干燥时间越短,非饱和冷冻物料（S₀=0.25）的干燥时间比常规冷冻物料（S₀=1.00）可节省30.4%;物料内部结构的SEM形貌表征显示,非饱和物料内部具有更大的均匀球状孔,减小了水蒸气的迁移阻力;两... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
    1.1 冷冻干燥概述
        1.1.1 冷冻干燥原理
        1.1.2 冷冻干燥简史
        1.1.3 冷冻干燥的基本过程
    1.2 冷冻干燥研究现状
        1.2.1 冷冻干燥的能耗研究
        1.2.2 冷冻干燥的强化研究
        1.2.3 有机溶剂冷冻干燥研究
        1.2.4 维生素C的冻干研究
    1.3 微波冷冻干燥
        1.3.1 微波简介
        1.3.2 微波加热原理及其基本特性
        1.3.3 微波加热及材料的介电性质
        1.3.4 微波干燥设备与微波源
        1.3.5 微波冷冻干燥技术及其研究进展
    1.4 本课题研究内容
2 实验装置
    2.1 冷冻干燥实验装置
        2.1.1 冷冻系统
        2.1.2 真空系统
        2.1.3 控温系统
        2.1.4 数据采集系统
        2.1.5 实验装置测试
    2.2 微波冷冻干燥实验装置设计
        2.2.1 微波源
        2.2.2 真空微波腔
        2.2.3 微波屏蔽
        2.2.4 微波源实际输出功率测量
        2.2.5 微波源功率校核结果
        2.2.6 微波冷冻干燥实验装置测试
    2.3 本章小结
3 实验部分
    3.1 实验材料和仪器
    3.2 物料制备
        3.2.1 初始饱和物料制备
        3.2.2 初始非饱和物料的制备
    3.3 实验方法
    3.4 本章小结
4 维生素C冷冻干燥过程
    4.1 软冰技术对初始饱和物料冷冻干燥过程的影响
    4.2 初始非饱和物料的冷冻干燥过程
        4.2.1 初始饱和度对冷冻干燥过程的影响
        4.2.2 干燥产品形貌特征分析
    4.3 工艺条件对冷冻干燥过程的影响
        4.3.1 不同温度冷冻干燥过程及其干燥速率
        4.3.2 不同压力冷冻干燥过程
        4.3.3 不同固含量物料冷冻干燥过程
    4.4 本章小结
5 维生素C冷冻干燥过程强化
    5.1 微波对冷冻干燥过程的影响
    5.2 乙醇共溶剂对冷冻干燥过程的影响
    5.3 组合加热对冷冻干燥过程的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：2932930