真空冷冻干燥技术及其制冷系统节能的实验研究

【摘要】：本文介绍了真空冷冻干燥技术的基本原理、过程、特点、发展史、应用领域以及其在我国的发展现状，并介绍了一些降低冻干能耗的措施。同时对冻干装置的加热系统进行了改造，并设计了一个在线称重系统。根据真空冷冻干燥过程中的传热传质理论建立了物料干燥的数学模型，并运用传热传质理论对物料的真空冷冻干燥过程进行了初步计算，得到了理论上的预冻时间和升华干燥时间。在改装后的真空冷冻干燥机上分别进行了对虾、牛奶的冻干试验。对虾冻干试验中，分析研究干燥过程随辐射温度、真空度、含水率及时间等参数的变化规律，确定对虾冻干的最佳冻干参数；牛奶冻干试验中，分析研究干燥过程随辐射温度、物料厚度、含水率及时间等参数的变化规律，最后利用回归分析对选出的最佳冻干厚度在不同辐射温度下冻干的试验结果进行了数据处理，通过分析，确定牛奶真空冷冻干燥过程的最优回归方程及最优冻干工艺参数。最后通过对冻干设备中主要设备耗冷量的理论计算，结合实际试验所取得冷量消耗数据，提出真空冷冻干燥设备其制冷系统的节能发展方向。 【关键词】：干燥 真空冷冻 辐射 节能措施
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TB65
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 物理量名称及符号表7-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 真空冷冻干燥的基本原理10-12
• 1.2 真空冷冻干燥的基本过程12-14
• 1.2.1 前处理12
• 1.2.2 预冻12-13
• 1.2.3 干燥13
• 1.2.4 后处理13-14
• 1.3 真空冷冻干燥技术的特点14-15
• 1.4 真空冷冻干燥技术的发展史15-16
• 1.4.1 食品的冻干15-16
• 1.4.2 标本、医药品的冻干16
• 1.5 真空冷冻干燥技术的应用领域16-17
• 1.6 我国真空冷冻干燥技术现状17-18
• 1.7 降低真空冷冻干燥能耗的措施18-20
• 1.7.1 采用新型冻干技术18
• 1.7.2 从工艺上改进18-19
• 1.7.3 从设备方面改进19-20
• 1.8 本文的主要研究工作20
• 1.9 本章小结20-22
• 第2章 真空冷冻干燥实验台的设计22-28
• 2.1 在线称重系统23-24
• 2.1.1 质量传感器23
• 2.1.2 显示仪表23-24
• 2.1.3 锡纸24
• 2.2 制冷系统24-25
• 2.3 加热系统25-26
• 2.4 控制系统26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 真空冷冻干燥过程的传热传质分析28-34
• 3.1 物料真空冷冻干燥的理论模型28
• 3.2 预冻时间的理论计算28-30
• 3.3 物料升华干燥时间的理论计算30-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 对虾真空冷冻干燥的实验研究34-40
• 4.1 试验设备34
• 4.2 实验方案34-35
• 4.3 实验测试指标35
• 4.4 结果与分析35-39
• 4.4.1 物料质量随时间的变化关系35-37
• 4.4.2 物料含水率随时间的变化关系37
• 4.4.3 真空度随时间的变化关系37-38
• 4.4.4 物料含水率随压力的变化关系38-39
• 4.4.5 辐射温度对物料复水率的影响39
• 4.5 本章小结39-40
• 第5章 牛奶真空冷冻干燥的实验研究40-48
• 5.1 实验方案40-41
• 5.2 实验测试指标41-42
• 5.3 实验结果与分析42-47
• 5.3.1 物料质量随时间的变化42-45
• 5.3.2 物料含水率随时间的变化45-46
• 5.3.3 辐射温度对物料复水效果的影响46-47
• 5.4 本章小结47-48
• 第6章 系统能耗分析48-52
• 6.1 冻干箱耗冷量的计算48-49
• 6.2 捕水器耗冷量的计算49-51
• 6.3 能耗分析51
• 6.4 本章小结51-52
• 结论52-54
• 参考文献54-58
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文58-60
• 致谢60

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