真空冷冻干燥时间的计算freeze-drying.pdfVIP

维普资讯 冷 饮 与 速 冻 食 品 工 业 Vo1．8No4 第 8卷 第 4期 2002年 12月 Beverage FastFrozen FoodIndustry Dec ，2002 文章编号 ：1007—0818(2002)04—0001—03 真空冷冻干燥时间的计算 谢 国 山 ， 王 立 业 (大连 理 工 大学过 程装备 与控制 工程 系，辽 宁大连 116012) 摘 要 ：在升华干燥 阶段应用传热传质理论对冰均匀退却 (URIF)模 型进行 了改进与完善 ，在解 吸干燥 阶段假 设 结合水 的脱 除随物料温升 的变化率为常数 ，建立 了冷冻干燥模 型 。通过解析 求解 ，得 出了冷 冻干燥过程 时 间的 解析表达式 ，在工程应用 中预测冻干 时 间十分方便 。 关键词 ：冷冻干燥 ；数学模 型 ；温度分布 ；混合加热 Resolving theDryingTim eofVacuum Freeze-drying XIE GUO—shan，W ANG Li—y0 (DepartmentofProcessEquipmentandControtEngineering，Da[ianUniversityofTechnolygy，Dalian116012，China) Abstract：Duringsublimationdrying，usingthemethodofmassandenergytransfertOmend theURIF model，during desorptiondryingprocess，supposingthedesorption ratewiththechangeoftempetatureisconstant，Throughanalysis resolving，abtaintheexp—ressionofdryingtime．Itisconvenientin engineering application． Keywords：freeze—drying；mathematicalmodel；temperaturedistributing；m ixheating O 前 言 一 维传热传质模型 ，见 图 1。 在医药 、生物工程 以及食 品等方面 ，真空冷冻干 燥是较适宜 、较优 良的干燥方法 。 目前在工业应用 过程 中，基本上还是采用模拟试验 的方法确定冻干 曲线和过程 时间，故寻求一种简便方法 ，有效地预测 冷冻干燥时间，具有重要的意义 。但是 ，现有的模型 对预测冻干 时间或者过于简单 、误差较大 ，或者模型 过于繁琐 ，限制 了其应用 。作者所建模 型采取 的办 法是 ，在升华干燥阶段 ，对冰均匀退却 (URIF)模型 GⅣ一水蒸气扩散通量 ；S(，)一升华面 ；1一干燥层 ；2一冻结层 ； 作了改进和完善 ，假设升华 界面温度 与升华 界面位 一 下表面温度 ；gl、gI·一传人 、传 出干燥层 的微元体 的热量 ； 置成线性关 系 ，并考虑水蒸气逸 出对干燥 层 的影 g2、g2一·传人、传 出冻结层微元体的热量 ；L一物料厚度 ； 响L1；在解吸干燥阶段 ，假设结合水 的脱 除随物料 T一升华面温度 ；△z一模型所研究微元体的长度单位 ； T。一冻结初始温度 ；TF一冻结终 了温度 。 温升的变化率为常数 。