初始非飽和多孔介質(zhì)冷凍干燥過程的實驗研究.pdf

1、冷凍干燥是一種溫和的干燥過程，在食品、藥品和生物制品等熱敏性物料的脫水過程中具有不可替代的作用。在所有干燥技術(shù)中，冷凍干燥產(chǎn)品的質(zhì)量最高，但其能耗也最高，這個問題迄今為止仍未找到有效的解決途徑。因此降低能耗成為冷凍干燥研究的主要方向。
　　液體物料的常規(guī)冷凍干燥是指將液體物料直接冷凍固化，而后進(jìn)行冷凍干燥的過程。為了克服冷凍干燥過程干燥時間長、能耗效率低的缺陷，本研究首次提出了“初始非飽和多孔介質(zhì)冷凍干燥”的思想，旨在通過實驗驗證

2、具有一定初始孔隙的非飽和多孔物料對液體物料冷凍干燥過程的強(qiáng)化作用。在實驗準(zhǔn)備方面，自行設(shè)計、加工并組裝了一套實驗室規(guī)模的多功能冷凍干燥裝置。本文采用“液氮制作冰激凌法”將以甘露醇為主要溶質(zhì)的液體物料制備成具有不同初始孔隙的冷凍物料。在相同操作條件下，將相同質(zhì)量、相同濕含量的非飽和冷凍物料與常規(guī)物料進(jìn)行冷凍干燥實驗，并將結(jié)果進(jìn)行比較。
　　結(jié)果表明，初始非飽和物料對冷凍干燥過程確實具有強(qiáng)化作用。實驗條件下，非飽和冷凍物料(S0=0.

3、28)的干燥時間比常規(guī)冷凍物料(S0=1.00)能夠節(jié)省36.4％。冷凍物料的初始飽和度越低，干燥時間越短，產(chǎn)品最終含水率越低。兩種冷凍物料的冷凍干燥時間均隨環(huán)境溫度的升高而減少。初始非飽和冷凍物料冷凍干燥過程對操作壓力的變化略微敏感，干燥時間隨操作壓力的升高而減少;常規(guī)冷凍物料冷凍干燥過程對操作壓力的變化不敏感，干燥時間基本不隨壓力的變化而變化。初始非飽和冷凍物料的凍干機(jī)理與常規(guī)冷凍物料不同。干燥開始后，初始非飽和冷凍物料中并不存在明