具有預(yù)制孔隙多孔物料冷凍干燥實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文具有具有預(yù)制孔隙多孔物料冷凍干燥實(shí)驗(yàn)研究制孔隙多孔物料冷凍干燥實(shí)驗(yàn)研究ExperimentalResearchonFreezeDryingofPousFrozenMaterialwithPrefabricatedPosity作者姓名：李恒樂學(xué)科、專業(yè)：化工過程機(jī)械學(xué)號(hào)：21407110指導(dǎo)教師：王維教授完成日期：2017年5月大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要冷

2、凍干燥作為基本的化工單元之一，在現(xiàn)代化工生產(chǎn)中占有重要地位。在物料干燥生產(chǎn)中，冷凍干燥產(chǎn)品具有干燥質(zhì)量高、殘余濕含量低等優(yōu)點(diǎn)。因此，冷凍干燥在食品、藥品和生物制品，特別是熱敏性產(chǎn)品的干燥生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。但是，冷凍干燥在獲得高質(zhì)量干燥產(chǎn)品的同時(shí)，干燥持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、效率低的問題一直限制著這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。因此，如何提高冷凍干燥效率成為冷凍干燥領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。在傳統(tǒng)冷凍干燥中，液態(tài)物料在低溫條件下深冷固化，結(jié)晶的水分在隨后干燥過程中通過升華解吸方

3、式脫除。由于冷凍干燥是在低溫低壓下進(jìn)行的，因此產(chǎn)品的干燥質(zhì)量較高。但是，在干燥進(jìn)行中，由于物料內(nèi)部不存在預(yù)制孔隙，其水蒸氣的遷移阻力很大，因此出現(xiàn)了干燥時(shí)間長(zhǎng)，能耗高的問題。為了解決這一問題，本課題組提出了“初始凍干預(yù)制孔隙物料強(qiáng)化冷凍干燥”的創(chuàng)新方案。采用藥物和咖啡原料成功制作了帶有預(yù)制孔隙的非飽和物料，并在自行搭建的微型冷凍干燥設(shè)備上進(jìn)行了冷凍干燥實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)藥品和咖啡來說，具有預(yù)制孔隙非飽和物料強(qiáng)化冷凍干燥過程的效果明顯

4、；操作壓力對(duì)兩種物料的干燥過程的幾乎沒有影響，適當(dāng)提高溫度可以縮短干燥時(shí)間；SEM形貌分析顯示，傳統(tǒng)的藥品干燥產(chǎn)品內(nèi)部呈現(xiàn)雜亂的巖層狀，傳統(tǒng)咖啡物料呈現(xiàn)致密的無定型狀；而非飽和物料干燥完成后的產(chǎn)品則都具有疏松球狀空間。具體的，對(duì)藥品的冷凍干燥，干燥過程內(nèi)部溫度測(cè)定顯示，非飽和物料內(nèi)部冰晶幾乎發(fā)生整體升華，而傳統(tǒng)物料則具有明顯的升華界面；不同冷凍速率對(duì)物料干燥過程效果不明顯；退火則可一定程度上提高干燥效率；導(dǎo)熱介質(zhì)輔助干燥對(duì)冷凍干燥過程有