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介电材料辅助的微波冷冻干燥的数值模拟
  • ISSN号:1003-9015
  • 期刊名称:高校化学工程学报
  • 时间:2012
  • 页码:575-580
  • 分类:TQ026.6[化学工程] TQ028.678
  • 作者机构:[1]大连民族学院生命科学学院,辽宁大连116600, [2]北京航空航天大学航空发动机气动热力国家重点实验室,北京100191, [3]香港科技大学化学与生物分子工程系,香港
  • 相关基金:国家自然科学基金(21076042/B060302); 香港研资局(RGC)基金(HKUST 600704/C4586); 大连民族学院自主科研基金(DC12010209)
  • 相关项目:初始非饱和多孔介质冷冻干燥传递机理和实验研究
中文摘要:

通过数值求解一个考虑吸湿效应的带有移动升华界面的多孔介质热、质传递耦合模型,理论考察介电材料对微波加热冷冻干燥过程的影响。介电材料用烧结的碳化硅(SiC)。甘露醇,一种典型的药物赋形剂被选为待干溶液中的溶质。模拟结果表明在微波冷冻干燥过程中使用介电材料可以加快冷冻干燥速率,特别是在待干溶液的固含量很低或者固体产品的介电损耗因子很小的情况下尤为有效。模型预测和实验测定的干燥曲线相比较显示了良好的一致性。通过考察冰饱和度和温度的分布侧形,研究分析了物料内部的质热传递机理,并讨论了干燥速率的控制因素。

英文摘要:

The effects of the dielectric material on the microwave freeze-drying process were theoretically studied by mathematically solving the heat and mass transfer model considering the hygroscopic effect with a moving boundary in the porous media. Sintered silicon carbide (SIC) was used as the dielectric material, and the mannitol, a typical pharmaceutical excipient, was selected as the solute in aqueous solution. Simulation results show that the dielectric material can significantly enhance the microwave freeze drying rate under the experimental operating conditions, especially when the solid content in the freeze dried solution is very low or the solid product has a very small dielectric loss factor. Comparisons of the drying curves display good agreements between experimental measurements and model predictions. Based on the profiles of ice saturation and temperature, mechanisms of heat and mass transfer inside the material were analyzed, and the drying rate-controlling factor was discussed.

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期刊信息
  • 《高校化学工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:浙江大学
  • 主编:陈纪忠
  • 地址:杭州浙大路38号浙江大学玉泉校区化工系
  • 邮编:310027
  • 邮箱:gxhgxb@zju.edu.cn
  • 电话:0571-87951235
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-9015
  • 国内统一刊号:ISSN:33-1141/TQ
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 2000年获浙江省科技期刊编辑学会颁发的“1999-200...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:14205