具有預制孔隙多孔物料冷凍干燥實驗研究.pdf

1、碩士學位論文具有具有預制孔隙多孔物料冷凍干燥實驗研究制孔隙多孔物料冷凍干燥實驗研究ExperimentalResearchonFreezeDryingofPousFrozenMaterialwithPrefabricatedPosity作者姓名：李恒樂學科、專業(yè)：化工過程機械學號：21407110指導教師：王維教授完成日期：2017年5月大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文I摘要冷

2、凍干燥作為基本的化工單元之一，在現(xiàn)代化工生產中占有重要地位。在物料干燥生產中，冷凍干燥產品具有干燥質量高、殘余濕含量低等優(yōu)點。因此，冷凍干燥在食品、藥品和生物制品，特別是熱敏性產品的干燥生產中應用廣泛。但是，冷凍干燥在獲得高質量干燥產品的同時，干燥持續(xù)時間長、效率低的問題一直限制著這項技術的應用。因此，如何提高冷凍干燥效率成為冷凍干燥領域的研究重點。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行的，因此產品的干燥質量較高。但是，在干燥進行中，由于物料內部不存在預制孔隙，其水蒸氣的遷移阻力很大，因此出現(xiàn)了干燥時間長，能耗高的問題。為了解決這一問題，本課題組提出了“初始凍干預制孔隙物料強化冷凍干燥”的創(chuàng)新方案。采用藥物和咖啡原料成功制作了帶有預制孔隙的非飽和物料，并在自行搭建的微型冷凍干燥設備上進行了冷凍干燥實驗。實驗結果表明：對藥品和咖啡來說，具有預制孔隙非飽和物料強化冷凍干燥過程的效果明顯

4、；操作壓力對兩種物料的干燥過程的幾乎沒有影響，適當提高溫度可以縮短干燥時間；SEM形貌分析顯示，傳統(tǒng)的藥品干燥產品內部呈現(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品則都具有疏松球狀空間。具體的，對藥品的冷凍干燥，干燥過程內部溫度測定顯示，非飽和物料內部冰晶幾乎發(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；導熱介質輔助干燥對冷凍干燥過程有