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初始非饱和多孔物料对冷冻干燥影响理论分析  
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【英文篇名】 Theoretical analysis for freeze-drying of initially unsaturated porous material
【下载频次】 ★★★★☆
【作者】 王维; 陈墨; 王威; 潘艳秋; 陈国华;
【英文作者】 WANG Wei; CHEN Mo; PAN Yan-qiu; CHEN Guo-hua; School of Chemical Machinery; Dalian University of Technology; College of Life Science; Dalian Nationalities University; School of Chemical Engineering; Department of Occupational Health; Dalian No.4People Hospital; Department of Chemical and Biomolecular Engineering; Hong Kong University of Science and Technology;
【作者单位】 大连理工大学化工机械学院; 大连民族学院生命科学学院; 大连理工大学化工学院; 大连市第四人民医院职业卫生科; 香港科技大学化学与生物分子工程系;
【文献出处】 大连理工大学学报 , Journal of Dalian University of Technology, 编辑部邮箱 2014年 01期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 初始非饱和; 冷冻干燥; 数值模拟; 传热传质; 多孔介质;
【英文关键词】 initially unsaturated; freeze-drying; numerical simulation; heat and mass transfer; porous media;
【摘要】 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.
【英文摘要】 To improve the process economy,freeze-drying of initially unsaturated frozen material from aqueous solution is put forward in the present investigation.A novel heat and mass transfer model of freeze-drying with hygroscopic effect was derived on the basis of a new adsorption-desorption relationship.The finite-volume method was adopted in solving the governing equations.Mannitol,a typical pharmaceutical excipient,was selected as the solute in aqueous solution to be dried. Experimental results show that the fr...
【基金】 国家自然科学基金资助项目(21076042); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT14RC(3)008)
【更新日期】 2014-06-23
【分类号】 TQ028.5
【正文快照】 0引言在药品、食品和生物制品等热敏性物料的脱水过程中,冷冻干燥的作用不可替代[1],但其过程能耗高的问题一直没有得到有效的解决.冷冻干燥主要由4种操作组成:物料冻结、维持系统真空、升华干燥和蒸汽凝结.其中升华干燥的能耗占整个过程能耗将近一半[2].因此,强化升华干燥速率

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