升华干燥过程的(火用)损失分析

通过对物料在升华干燥过程中的Yong损失分析，建立了升华干燥过程的Yong损失分析模型。结合升华干燥动力学模型和Yong损失分析模型，以牛肉为冷冻干燥过程的模型物料，计算了物料表面加热温度、干燥室压力和物料厚度等操作条件的变化对升华干燥过程Yong损失的影响。计算结果表明：随着干燥室压力的增大，物料的Yong损失减小;随着物料表面加热温度的降低，Yong损失减小：随着物料厚度的减小，Yong损失逐渐减小；在冷冻干燥过程中，Yong损失主要集中在升华干燥阶段，在解析干燥阶段，物料表面加热温度的升高不会引起Yong损失的大幅度增加。     

冷冻干燥过程强化中冷冻阶段优化的研究进展

冷冻干燥产品质量高，但时间长、能耗高。本文综述了冷冻干燥过程强化中冷冻阶段的优化方法，控制冷冻速率、调节冰晶成核和退火处理可以获得大而均匀的冰晶从而提高升华干燥阶段速率，但物料内部比表面积的减小会降低解吸干燥阶段速率，这类常规的冷冻阶段优化方法对弱吸湿性的物料有一定的强化效果。有机溶剂具有较高的蒸气压，作为共溶剂时可以增加传质推动力，但较低的有机溶剂残留量要求阻碍了其进一步应用。“初始非饱和多孔介质冷冻干燥”的技术思想是将液体物料首先制备成具有一定初始孔隙的冷冻物料，然后再进行冷冻干燥。物料具有的初始孔隙为水蒸气的迁移提供了便捷的通道，而且纤薄的固体基质也有利于结合水的解吸，可以同时强化升华干燥阶段和解吸干燥阶段。该技术思想是过程低消耗和产品高质量的完美结合，为解决冷冻干燥过程速率低的问题提供了新的方案。     

辐射传热冷冻干燥速率的简捷估算

对Sheng 和Peck的辐射传热冷冻干燥模型进行简化，将该模型中升华阶段物料干燥层的误差函数温度分布近似为线性分布。计算表明，其结果与实验值及Sheng和Peck模型的预测值很接近。这种冷冻干燥过程中物料含水率和温度分布的简捷估算方法，在工程应用中十分方便。     

冷冻干燥过程相迁移和相分布的孔尺度网络模型与模拟

构建了51×51二维孔-喉网络模型对冷冻干燥过程的升华干燥阶段进行模拟。与传统的连续介质模型相比，孔网络模型的特征是具有跟踪干燥过程中物料内部的干燥前沿和相分布的能力。采用网络模型预测了牛肉和火鸡肉的干燥曲线，并模拟了不同冻结速率的火鸡肉在干燥过程中形成的相分布。讨论了模型的计算特性，并分析了孔径分布对相分布特性的影响。结果表明：网络模型可较好地预测升华干燥阶段，可在孔尺度上揭示干燥过程的动力学机理，将为准确地判断升华干燥与解析干燥的转变点提供理论计算基础。     

初始非饱和多孔物料对冷冻干燥过程的影响

提出了“初始非饱和多孔物料冷冻干燥”的思想,从实验上验证具有一定初始孔隙的非饱和多孔物料对液体物料冷冻干燥过程的强化作用。设计、加工和组装了一套实验室规模的多功能冷冻干燥装置。采用“液氮制作冰激凌法”,将以甘露醇为主要溶质的液体物料制备成具有不同初始孔隙的冷冻物料。对于相同质量和相同湿含量的非饱和冷冻物料,在相同的操作条件下,进行冷冻干燥实验,并与常规冷冻干燥相比较。结果表明,初始非饱和物料对冷冻干燥过程确实具有显著的强化作用。非饱和冷冻物料(初始饱和度0.28)的干燥时间比常规冷冻物料(初始饱和度1.00)能够节省36.4%。初始饱和度越小,干燥时间越短,干燥产品的含水率越低。     

典型中华菜肴鱼香肉丝的真空冷冻干燥工艺研究

以鱼香肉丝这一典型的中华菜肴为对象，通过正交实验求出了最佳真空冷冻干燥工艺参数，即物料铺放厚度5mm、升华干燥的真空度140Pa、解析干燥的真空度30Pa、解析时加热板温度20℃。试验得出的影响冷冻干燥的主要工艺因素其次序为：加热板温度、物料铺放厚度、升华压力和解析压力。同时还求出了这种菜肴的复水工艺参数，即复水量为干制品含水率的140％～150％，复水温度65～85℃，复水时间20～30min。最后通过本研究建立的数学模型对干燥时间进行了验证。     

微波真空组合干燥在食品加工中的应用

微波真空组合干燥技术是将微波干燥和真空干燥或真空冷冻干燥技术结合起来,弥补了微波干燥过程中物料温度高导致热损伤、真空或真空冷冻干燥干燥时间长的缺点,使物料在较低温度下短时间内完成干燥过程,具有干燥温度低、营养成分损失少、干燥速度快等优点。本文针对微波真空冷冻干燥技术在食品加工中的应用,详细阐述了其干燥原理、干燥特点、干燥设备和未来的研究和发展方向。     

具有预制孔隙多孔物料的冷冻干燥

实验探究了具有初始预制孔隙多孔物料对冷冻干燥过程的强化作用。以注射用抗生素药剂--头孢曲松钠为主要溶质,采用“液氮制作冰激凌法”制备了具有不同初始孔隙率的冷冻物料,在相同的条件下进行冷冻干燥实验。结果表明,初始饱和度为0.3的冷冻物料（初始孔隙率为0.67）干燥时间比饱和物料（初始孔隙率为0）缩短了21.3%。干燥产品的SEM图显示,初始非饱和冷冻物料的固体骨架和孔隙结构连续而均匀,初始饱和度越低,骨架越纤细,可大大地降低传质阻力。对冷冻速率和退火处理的研究表明,冷冻速率对于两种物料干燥过程的影响甚微;退火处理能够提高冷冻干燥速率。适当提高操作温度可以明显缩短两种物料的干燥时间;操作压力对冷冻干燥过程几乎没有影响。     

结合水对冷冻干燥过程影响的研究

本文通过分析三种结合水去除机理下的数学模拟结果，并辅以一定的实验验证进行了结合水对冷冻干燥过程影响的研究。以脱脂牛奶的瓶装冻干为对象，对残余水含量、物料温度、干燥时间、湿含量分布等参数，进行了比较和分析。结果表明，结合水对冷冻干燥过程有重大影响；结合水在升华阶段的解吸过程不能忽略，这一冻干机理对冻干时间与物料干燥层的湿含量分布的预测，以及对冷冻干燥过程的现象描述与规律阐述都极为重要。     

具有预制孔隙多孔物料的冷冻干燥

实验探究了具有初始预制孔隙多孔物料对冷冻干燥过程的强化作用。以注射用抗生素药剂——头孢曲松钠为主要溶质,采用"液氮制作冰激凌法"制备了具有不同初始孔隙率的冷冻物料,在相同的条件下进行冷冻干燥实验。结果表明,初始饱和度为0.3的冷冻物料(初始孔隙率为0.67)干燥时间比饱和物料(初始孔隙率为0)缩短了21.3%。干燥产品的SEM图显示,初始非饱和冷冻物料的固体骨架和孔隙结构连续而均匀,初始饱和度越低,骨架越纤细,可大大地降低传质阻力。对冷冻速率和退火处理的研究表明,冷冻速率对于两种物料干燥过程的影响甚微;退火处理能够提高冷冻干燥速率。适当提高操作温度可以明显缩短两种物料的干燥时间;操作压力对冷冻干燥过程几乎没有影响。