丹参浸膏真空带式干燥过程模型化及工艺优化研究

摘要

本文以丹参浸膏为研究对象,研究建立真空带式干燥过程的数学模型,并在此基础上开展工艺参数优化研究,从而为建立中药浸膏真空带式干燥的技术标准和应用规范奠定基础,具有一定的应用价值。主要内容包括以下三个方面:(1)以丹参浸膏为研究对象,以产品含水率和干燥速度为考察指标,通过正交试验设计法和多指标综合评分法,研究辨识真空带式干燥过程的关键工艺参数以及研究确定丹参浸膏真空带式干燥的最优工艺条件。研究结果表明,影响产品含水率的关键工艺参数是:进料速度、输送带速度、浸膏初始含水率和加热系统温度;影响干燥速度的关键工艺参数是进料速度;丹参浸膏真空带式干燥的最优工艺条件为:浸膏初始含水率30％,浸膏进料温度40℃,加热系统1的温度95℃,加热系统2的温度90℃,加热系统3的温度80℃,冷却水温度为自来水的环境温度,真空度近于-1330Pa,进料速度6kg/h,输送带速度6m/h,此时产品含水率为2.97%,干燥速度为2.04kg/h。(2)以热量守恒为理论依据,建立了真空带式干燥过程的数学模型,研究了模型参数的测定方法,并利用Matlab的图形用户界面(GUI)编程工具设计了一个操作简单的专用软件,实现了真空带式干燥过程的仿真。以丹参浸膏为例,该模型的仿真曲线和实验测定值吻合良好。(3)利用真空带式干燥过程的数学模型对丹参浸膏真空带式干燥的操作条件进行了优化。本文将数学模型与最优化理论相结合,以干燥速度P为优化目标,以产品含水率不超过5%为限制条件,对丹参浸膏真空带式干燥的进料速度、输送带速度等操作条件进行了优化。

目录

摘要

ABSTRACT

目录

主要符号说明

第一章 绪论

1.1 中药浸膏干燥技术概述

1.1.1 喷雾干燥技术

1.1.2 真空冷冻干燥技术

1.2 真空带式干燥技术

1.2.1 真空带式干燥设备

1.2.2 真空带式干燥技术的特点

1.2.3 真空带式干燥技术的应用前景

1.3 干燥过程的数学模型研究进展

1.4 真空带式干燥的工艺优化问题

1.5 本文的主要内容

第二章 真空带式干燥过程关键工艺参数辨识及其工艺优化

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 仪器与材料

2.2.2 实验参数选择

2.2.3 正交试验设计

2.2.4 实验过程

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 干燥工艺参数对产品含水率的影响

2.3.2 干燥工艺参数对干燥速度的影响

2.3.3 多指标综合评分法

2.4 本章小结

第三章 丹参浸膏真空带式干燥过程的数学模型

3.1 引言

3.2 数学模型的建立和求解

3.2.1 模型的推导过程

3.2.2 真空带式干燥数学模型的数值解法

3.3 模型参数的求解和测定

3.3.1 实验部分

3.3.2 结果与讨论

3.4 真空带式干燥数学模型仿真

3.4.1 干燥过程中产品含水率的变化趋势

3.4.2 产品含水率随进料速度的变化趋势

3.4.3 产品含水率随输送带速度的变化趋势

3.5 数学模型的验证

3.5.1 实验部分

3.5.2 结果与讨论

3.6 本章小结

第四章 丹参浸膏真空带式干燥工艺优化研究

4.1 引言

4.2 真空带式干燥工艺优化问题的描述

4.3 真空带式干燥的工艺优化策略

4.4 优化初值条件及步长的选择

4.5 真空带式干燥操作条件的优化

4.6 结果与讨论

4.7 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

硕士期间所发表的论文

致谢