微波真空冷冻干燥机理及其工艺参数的研究

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1、河南科技大学硕士学位论文微波真空冷冻干燥机理及其工艺参数的研究姓名：张建龙申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：董铁有;朱文学2003.3.28摘要Xsl专67l徽波真空冷冻千爆机理及其工艺参数的研究摘蔓本文对微波真空冷冻干燥机理及其工艺参数进行了理论分析和实验研究。在理论分析方面，分别建立了球块状物料的冻结数学模型、加热板加热升华干燥数学模型及微波加热升华干燥数学模型。为求解冻干过程的冻结数学模型，利用表示显热于相变的过程中储存的潜热比值的斯蒂芬数作为摄动量，采取恸加川变换坐标法，得出

2、冻结时间随冻结界面的一阶摄动解。在求解加热板加热升华干燥数学模型及微波加热干燥数学模型时运用积分法得出了干燥时间随升华界面的积分解。在试验研究方面，测定了苹果、西芹、香菇、胡辣汤的共晶温度、共熔温度、密度、含水率等基础性物性参数。利用LG—O．2型微波真空冷冻干燥机进行了苹果、胡辣汤等的加热板加热及微波加热的冻干工艺研究和机理研究，获得了较为优良的制品，并获得了较合理的冻千工艺曲线。本文对影响冻干的因素，如冻结方式和时间、加热方式等进彳亍了分析，并提出了提高冷冻干燥速率的措旌。探讨了微波真空冷冻干

3、燥实验设备使用中常见的故障及解决办法，并就使用中应注意的问题进行了讨论。关■词-冷冻干燥，微波，传熟传质河南科技大学硕士学位论文RESE^RCHES0NESSENCE^ND0F—ICR0■^VEV^CUU—TECHNlC^LP^R^一ETERSFREEZE—DRYINQ^BSTR^CTInthispaper，theessenceandtechnicalparametersofmicrowaveVacuumfteeze—dryjnghavebeenstudiedtheOretjcallyandexp

4、erimentally。Intheory，themathematicalmodelsoffreezingandsublimationofspheresandblocksduringfreeze—dryinghavebeenpresentedandsolVedusingperturbatiOnmethodandcalculusmethodrespectively。Thenthefirst——ofderperturbationsolutiOnforthevariationoffteezingtimew

5、ithinterfaceintheprOcessoffreezingandthecalculussolutionforthevariationofsubIimationtimewithinterfaceintheDrocessofdryingareobtained。Inexperiment，aproximatemethodisusedtomeasurethefundamentalparameterthatcontaintheeutectictemperatufe，co—meltingtempera

6、ture，densityandcoefficientofwaterofapple，celery，mushr00mandhulatang。Byusingofdrying—machine，theinVestigationsofapplesandhulatangaboutitscfaftandessencewhenitwereheatedbyrelatiOnandmicrowavehavebeendone。Theexcellentproductionandreasonabledryingcurvesof

7、applesandhulatangareobtained。Inthebaseoftheoreticalstudy，theinfluencesofthewayofheatingandfreezingwereanalyzed，andtheactiOnswerepresentedthatimproVetheVelocityoffteeze—drying。Finally，itcanvassedthemalfunction，itsmethodsofsolutionandwatchfulquestionsus

8、ingthedrying—machine。．¨．摘要KEYWoRDSlFreezeDrying，Microwave，HeatandMassTransfer-III-符号说明Tf结晶温度，kT。环境温度，kK导热系数，w／mkH表面换热系数，w／m2kp．物料密度，kg／m3L物料单位质薰的相变潜热，kJ，kga导温系数(热扩散率)，m2／s(固液界面位置，mCp等压比热，J／(kgk)T(r，t)已干层中温度分布，kT。界面温度，kT时间，ss(t)已干层和冻结层的分界面位置，mp