常压吸附流化冷冻干燥过程的理论分析

为探索节能型的冷冻干燥方式,进行了在常压下利用流化床中吸附剂吸附水分同时放出热量实现冷冻干燥的研究.以粒状物料为例,建立了球坐标下常压冷冻干燥的传热过程理论模型,计算了物料干燥过程中的温度和升华界面的移动距离,并对床温、物料尺寸和吸附剂粒径等影响因素进行了理论分析.实验测量了物料内的温度分布变化,验证了数学模型的可靠性.结果表明,通过适当提高床温、采用小尺寸物料和吸附剂,可以提高干燥速率.     

常压吸附流化冷冻干燥影响因素的实验研究

建立了一套常压吸附流化冷冻干燥装置，选用粒状马铃薯等作为冻干物料，硅胶为吸附剂，对物料的冻干规律进行了实验研究，考察了流化床温度、物料尺寸、吸附剂粒径、风速、物料种类及形状和吸附剂加入方式等不同因素对干燥过程的影响。通过适当提高床温、减小物料尺寸和采用粒径较小的吸附剂等，均可以提高干燥速率。在床温略高于物料共晶点温度时，常压冷冻干燥过程仍可以进行．     

非挥发性组分对真空冷冻干燥过程的影响

对纯水和ＮａＣｌ溶液在砂床中冷冻干燥的特性进行了实验研究,分析了冻干过程中砂床温度的分布特性,研究了在不同颗粒尺寸砂床中,溶液浓度对干燥时间的影响和干燥后非挥发性质砂床中的分布。     

苹果冷冻干燥过程的优化及最佳工艺条件的确定

对苹果进行了冷冻干燥实验,确定了苹果片冻干工艺条件,计算了冻结时间,建立了苹果片冻干的传热传质模型,由模型计算出不同厚度物料的理论干燥时间,并与实验值进行了比较．探讨了冻结速率、物料温度、干燥室及捕水器温度、压强对冷冻干燥过程及制品质量的影响．苹果冷冻干燥的适宜工艺参数为冻结温度-35℃,冻结时间1h,升华干燥时干燥仓压强70-90Pa,解吸干燥时干燥仓压强20-30Pa,解吸干燥时物料温度50-60℃．     

初始非饱和多孔物料对冷冻干燥影响理论分析

为提高过程的经济性,提出了液体物料初始非饱和冷冻干燥的技术思想.推导了冷冻干燥质、热耦合传递模型,模型采用了新的吸附-解吸平衡关系,并考虑了吸湿效应.控制方程用有限容积法进行数值求解.待干水溶液中的溶质选用典型的药物赋形剂———甘露醇.结果表明,初始非饱和多孔物料能够显著减少干燥时间,达到强化冷冻干燥的目的.随初始孔隙率ε0(1-S0)的不断增大,干燥时间逐渐缩短;在物料初始饱和度S0为0.30~0.35时,干燥时间达到最短.依据干燥过程中饱和度和温度的分布,分析了物料内部质、热传递机理和干燥速率控制因素.对有效质量扩散系数KS和有效导热系数λ+KTΔH的分析显示,随着冷冻干燥的进行,物料瞬时孔隙率ε0(1-S)不断增大,过程将由传质控制逐渐变为传热控制.     

离心流化床干燥器中传热传质的实验研究

在不同操作条件下对离心流化床干燥器中湿物料的干燥过程进行了间歇实验研究，测定了气流入口、出口和床层温度以及物料湿含量时间的变化，分析了表观气速、颗粒直径、床层厚度、床体转速和物料初始湿含量对干燥过程的影响，获得了离心流化床干燥过程中传热和传质准则方程。     

柠檬片真空冷冻干燥工艺优化研究

以柠檬为原料,研究柠檬片真空冷冻干燥工艺技术,确定最佳工艺参数和加工工艺,为柠檬加工生产实践提供参考依据。通过单因素实验和正交实验设计,以冻干速率作为考察指标,研究了加热温度、物料厚度、压力(真空度)对真空冷冻干燥速率的影响。实验表明,对冻干柠檬干燥速率的影响主次顺序为加热温度、压力(真空度)、物料厚度,最佳工艺条件分别为:加热温度50℃、压力(真空度)60Pa、物料厚度5mm,在此干燥工艺条件下,产品在色泽等方面保持较好。     

西芹热风干燥工艺研究

研究了西芹的干燥过程,考察了实验的预处理时间、预处理温度、干燥温度、风量、形状、装载量等不同因素对干燥过程的影响。结果表明,西芹干燥具有典型的物料干燥升温、等速、降速三个阶段,提高干燥温度与风量,对强化干燥过程有利。较好的干燥工艺条件是:西芹薄片在90℃热水中烫漂3 min,干燥风温80℃、风量0.021 m3/s(1.34 m/s),物料为薄而双层。干燥方程符合Page模型。     

胡萝卜冷冻干燥过程的优化及最佳工艺条件的确立

对胡萝卜进行了冷冻干燥实验,确定了胡萝卜条冻干工艺条件,计算了冻结终点温度、冻结时间、物料厚度,建立了胡萝卜爷冻干的传热传质模型,由模型计算出理论干燥时间,并与实验值进行了比较．探讨了冻结速率、升华温度、干燥室及捕水器温度、压强对干燥时间的影响．胡萝卜条冷冻干燥的适宜工艺参数为冻结时间1h,物料厚度15mm,干燥室真空度60Pa,捕水器压强45Pa,温度-50～-40℃,总干燥时间5h．     

超声波强化真空冷冻干燥酸奶中水分蒸发的研究

结合超声波和真空冷冻干燥的优点,对酸奶进行干燥.与真空冷冻干燥相比,在不同超声作用时间、超声波功率和脉冲的条件下,检测酸奶干燥过程中水分损失率、干燥总时间,建立相应条件下的干燥动力学模型.结果表明:超声波干燥显著的提高了物料在较低气流速度和低温下的水分扩散,有效的缩短了干燥总时间.干燥酸奶的最佳条件为超声波功率55%(总功率为900 W)、超声脉冲5∶3、超声波作用时间1.5 h,此时干燥时间在同等条件下最短,比对照组平均缩短了20.58 h.干燥的数学模型符合指数方程Wt=W0e-Kt.     

马铃薯升华干燥过程中的仿真研究

目的 为了了解马铃薯升华干燥效果和马铃薯的升华干燥时间,优化冻干过程,减少冻干能耗,采用COMSOL Multiphysics软件对马铃薯切片进行模拟。方法 综合利用传热学、传质学和有关学科知识,建立马铃薯切片在升华干燥过程中的物理模型和数学模型,模拟马铃薯片的升华干燥过程。结果 冰质量与初始时刻冰质量之比随着干燥时间增加逐渐减少,脱水速率随着干燥时间增加逐渐减小。考虑模拟忽略了蒸汽从切片四周流出的实际情况,导致冰质量与初始时刻冰质量之比实际值小于模拟值,脱水速率实际值高于模拟值。实际上升华干燥能除去马铃薯切片85%以上甚至90%以上的水分,干燥效果较好。随着马铃薯切片厚度的增加,马铃薯切片的升华干燥时间逐渐增大。马铃薯升华干燥时所处的冻干仓温度越高,升华干燥完成时所用的时间越少。冻干仓压力越大,马铃薯升华干燥时间越长。隔板温度越大,马铃薯的升华干燥时间越短。结论 在对马铃薯进行冻干时,应尽量增加冻干仓温度,降低冻干仓压力,增加隔板温度,减小马铃薯厚度,以降低马铃薯在冷冻干燥过程中的能耗。     

冷冻干燥过程中非定常传热传质研究

本文对制品在两端同时受热条件下的冷冻干燥过程的非定常传热传质进行了研究,建立了冻结层和多孔干燥层的传输过程的数学模型,讨论了干燥箱内的流动及传热,通过热量和质量传递之间的相互耦合求得升华界面温度的变化以及干燥速率。     

液相法合成粉体中冷冻干燥对团聚的影响

采用化学共沉淀法制备钛酸钡电子陶瓷粉体,在共沉淀产物的干燥过程采用恒温干燥和冷冻干燥两种方法,利用扫描电镜观察干燥后的共沉淀产物和煅烧后粉体形貌,以比较冷冻干燥对粉体颗料团聚的影响.结果表明,所制得的粉体颗粒平均尺寸约为200nm,采用冷冻干燥的共沉淀产物的团聚体比恒温干燥的小,说明在液相法制备超细粉体过程中采用冷冻干燥可以减轻颗粒之间的团聚.     

月季和康乃馨的冷冻干燥实验研究

冻干法是一种相对较新的制作干花方法．为探索不同类型的干花产品，以月季花和康乃馨为花材，进行了鲜花真空冷冻干燥的实验研究．从实验结果可以看出，冻干后花的大小、颜色基本能保持冻干前的状态，且两种花的花瓣都由单层变为了双层，花型更加饱满。     

脉动流化床干燥玉米的试验分析

在脉动流化床上对玉米进行了干燥试验,分析了入口风温、风速、频率、床层料厚四个因素对干燥过程的影响规律．得出玉米在脉动流化床上干燥时,当脉动频率为6Hz时,脉动流化干燥性能最好;风速以6．3m／s为宜,当风速能够使床层物料产生脉动流化时,在此基础上改变风速,对传热传质不会有明显的影响;料层厚度对脉动流化干燥的影响最大,在保证床层物料能够流化的基础上,料层越厚越好;考虑减少单位热耗,应该适当降低风温;只考虑增加去水速度时,应该适当提高风温．     

离心流化床内物料干燥特性的实验研究

对以表面水分为主的颗粒物料（黄沙）和以内部结合水分为主的食品物料（土豆、萝卜）在离心流化床中的干燥特性进行了试验研究,获得了各种物料的干燥曲线,并对影响干燥特性的气体表观流速、床体转速、床层厚度、物料形状和特性等主要因素进行了分析和讨论。     

脉动流化床中气-固传热特性及干燥特性的研究

分析了脉动流化床中气-固传热特性及干燥特性．研究表明脉动流化床中物料的运动状态,可以看作是其平动、振动和旋转运动的叠加．在一定的气流速度下,处于旋转运动物料的传热效果要比振动物料的传热效果好．将Ranz—Marshall公式应用到在脉动流化床气-固传热系数的计算中,有其局限性．气流温度是影响干燥过程降水幅度的重要参数,床层静止高度及脉动频率对干燥过程的影响很小．当气流速度等于或高于最小脉动流化速度时,床层内的温度分布均匀一致,脉动频率对温度分布的影响很小．     

化学吸附式制冷吸附床的模拟研究与结构分析

吸附床的传热传质性能的优化是提高吸附式制冷系统制冷效率的重要方法。利用FLUENT软件对使用CaCl2-NH3为吸附工质对的化学吸附制冷系统中的吸附床进行了数值模拟研究,分析了吸附床解吸过程中温度场和单位质量吸附剂制冷量（SCP）的变化规律,并对不同填充直径和每层填充厚度的吸附床进行了性能分析,结果显示在填充总量一定时,吸附床的填充直径越小,系统的制冷效率越高。     

瓶装物料冷冻干燥的机理及二维模型

基于冷冻干燥机理分析，提出了瓶装物料冷冻干燥的二维数学模型。通过变换将移动界面条件固定(CMI法)后，采用二循环对称分裂法及Godunov差分法的组合对模型进行了求解。此解可以获得物料内部的温度分布及冷冻干燥速率。     

谷物干燥热泵性能的实验研究及理论分析

在已开发的热泵流化床谷物干燥设备研究基础上对其中的热泵进行了实验研究,得出干燥实验系统热泵供风温度以及供热系数的影响因素及其影响规律.通过对实验结果进行细致的理论分析,发现增大蒸发器回路风量与降低冷凝器出口风温可以显著改善热泵性能.依此拟定了热泵改进方案,预测了改进后热泵的性能指标,分析比较了相应干燥系统的经济效益.结果显示,改进后的热泵供热系数可达到3.856,干燥费用进一步降低.