真空科學(xué)技術(shù)叢書

前言

真空科學(xué)技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的高技術(shù)之一。制備超純材料需要超高真空技術(shù)，太陽能薄膜電池及芯片制作需要清潔真空技術(shù)，航天器空間環(huán)境地面模擬設(shè)備需要大型真空容器技術(shù)。真空科學(xué)技術(shù)已滲透到人們的教學(xué)、科研、生產(chǎn)過程、經(jīng)濟(jì)活動以及日常生活中的方方面面，人們普遍認(rèn)識到了真空科學(xué)技術(shù)的重要性。 真空科學(xué)技術(shù)是一門涉及多學(xué)科、多專業(yè)的綜合性應(yīng)用技術(shù)，它吸收了眾多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和最新成果，使自己不斷地進(jìn)步和發(fā)展。真空科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)志著國家科學(xué)和工業(yè)現(xiàn)代化的水平，大力發(fā)展真空科學(xué)技術(shù)是振興民族工業(yè)，實現(xiàn)國家現(xiàn)代化的基本出發(fā)點。 多年來，黨和國家政府非常重視發(fā)展真空科學(xué)技術(shù)。大學(xué)設(shè)立了真空科學(xué)技術(shù)專業(yè)，培養(yǎng)高層次真空專業(yè)人才；興辦真空企業(yè)，設(shè)計、制造真空產(chǎn)品；成立真空科學(xué)技術(shù)研究所開發(fā)新技術(shù)，提高真空應(yīng)用水平；建立了相當(dāng)規(guī)模和水平的真空教學(xué)、科研和生產(chǎn)體系；獨(dú)立自主地生產(chǎn)出各種真空產(chǎn)品，滿足了各行業(yè)的需求，推動了社會主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 在取得豐碩的物質(zhì)成果和經(jīng)濟(jì)效益的同時，真空科技人員積累了寶貴的理論認(rèn)知和實踐經(jīng)驗。在和真空科學(xué)技術(shù)摸、爬、滾、打的漫長歲月中，一大批人以畢生的精力，辛勤的勞動親身經(jīng)歷了多少次失敗的痛苦和成功的喜悅。通過深刻的思考與精心的整理換得了大量的實踐經(jīng)驗，這些付出了昂貴代價得來的知識是書本上難以學(xué)到的。經(jīng)歷了半個世紀(jì)滄桑歲月，當(dāng)年風(fēng)華正茂的真空科技工作者均年事已高，霜染鬢須，退居二線。唯一的希望是將自己積累的知識、技能、經(jīng)驗、教訓(xùn)通過文字載體傳承給新一代的后來人，使他們能夠在前人搭建的較高平臺上工作。基于這一考慮，在蘭州物理研究所支持下，我們聚集在一起，成立了《真空科學(xué)技術(shù)叢書》編寫委員會，由全國高等院校、科研院所及企業(yè)中長期從事真空科學(xué)技術(shù)研制工作的工程技術(shù)人員組成。編寫一套《真空科學(xué)技術(shù)叢書》，系統(tǒng)的、完整的從真空科學(xué)技術(shù)的基本理論出發(fā)，重點敘述應(yīng)用技術(shù)及應(yīng)用的典型例證。這套叢書分專業(yè)、分學(xué)科門類編寫，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性、理論性和實用性，避免重復(fù)性。這套叢書的出版是我國真空科學(xué)技術(shù)工作者大力合作的成果，匯集了我國真空科學(xué)技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗，希望這套叢書對21世紀(jì)我國真空科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展起到推動作用，為實施科教興國戰(zhàn)略做出貢獻(xiàn)。 這套叢書像流水一樣持續(xù)不斷，是不封閉的系列叢書，只要有相關(guān)著作就可以陸續(xù)納入這套叢書出版?！秴矔房晒┐髮Ｔ盒熒?，科學(xué)研究人員，工業(yè)、企業(yè)技術(shù)人員參考。 這套叢書成立了編寫委員會，設(shè)主編、副主編及參編人員、技術(shù)編輯等，由化學(xué)工業(yè)出版社出版發(fā)行。部分真空界企業(yè)提供了資助，作者、審稿者、編輯等付出了辛勤勞動，在此一并表示衷心感謝。 達(dá)道安 2012年03月22日

內(nèi)容概要

　　
《真空科學(xué)技術(shù)叢書：真空干燥技術(shù)》全面系統(tǒng)地介紹了真空干燥技術(shù)及設(shè)備的有關(guān)知識，內(nèi)容包括真空干燥原理，低溫真空干燥技術(shù)與設(shè)備，真空冷凍干燥技術(shù)與設(shè)備，食品、生物材料、藥品等特種真空干燥工藝。特別是展望了發(fā)展中的真空干燥技術(shù)：真空射流干燥、真空臨界低溫干燥、高頻真空干燥、真空?過熱蒸汽干燥和造粒、真空連續(xù)復(fù)合管束干燥等。本書是編者多年科研、教學(xué)和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的總結(jié)，內(nèi)容豐富，深入淺出。

書籍目錄

第1章 真空干燥原理
1.1真空環(huán)境的特性
1.1.1熱分子壓力效應(yīng)
1.1.2熱流逸現(xiàn)象
1.1.3氣體分子密度的漲落
1.1.4稀薄氣體傳輸現(xiàn)象的特點
1.2濕氣體的性質(zhì)
1.3濕物料的性質(zhì)
1.3.1物料的濕含量
1.3.2物料的分類
1.3.3物料和水分的結(jié)合形式
1.3.4濕物料的結(jié)構(gòu)特性和力學(xué)性質(zhì)
1.3.5真空干燥應(yīng)力
1.4低壓下的傳熱
1.4.1氣體的導(dǎo)熱
1.4.2氣體的比熱容
1.4.3熱輻射
1.4.4輻射傳熱
1.4.5微波加熱
1.4.6紅外線加熱
1.5低壓下的傳質(zhì)
1.5.1氣體中的擴(kuò)散
1.5.2固體中的質(zhì)量傳遞
1.5.3相際傳質(zhì)
1.5.4傳質(zhì)系數(shù)
1.6真空干燥的力學(xué)特性
1.6.1真空干燥的熱力學(xué)過程
1.6.2真空干燥靜力學(xué)
1.6.3真空干燥動力學(xué)
1.7真空干燥的特點和設(shè)備的分類
1.7.1真空干燥的特點
1.7.2真空干燥設(shè)備的分類
第2章 低溫真空干燥技術(shù)與設(shè)備
2.1塔型連續(xù)式真空干燥
2.1.1塔型連續(xù)式真空干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)
2.1.2節(jié)能環(huán)保的玉米真空干燥
2.1.3玉米真空干燥特性實驗
2.1.4塔型連續(xù)式玉米真空干燥生產(chǎn)實驗
2.1.5塔型連續(xù)式真空干燥的理論研究
2.2微波真空干燥
2.2.1微波真空干燥的特點
2.2.2微波真空干燥設(shè)備
2.2.3微波真空干燥工藝
2.2.4微波真空干燥過程的模擬
2.2.5微波真空干燥技術(shù)的發(fā)展
2.2.6微波真空干燥設(shè)備的使用
2.3帶式真空干燥的新技術(shù)
2.3.1帶式真空干燥設(shè)備的研究進(jìn)展
2.3.2帶式真空干燥設(shè)備的設(shè)計
2.3.3香蕉粉的帶式真空干燥實驗研究
2.3.4苦瓜漿帶式真空干燥的實驗研究
2.3.5帶式真空干燥工藝過程的數(shù)學(xué)模型
第3章 冷凍真空干燥技術(shù)
3.1冷凍真空干燥理論研究的動態(tài)
3.1.1螺旋藻細(xì)胞冷凍過程微尺度傳熱傳質(zhì)
3.1.2生物組織凍結(jié)過程中的應(yīng)力分析
3.1.3干燥過程傳熱傳質(zhì)理論研究現(xiàn)狀
3.1.4微波冷凍干燥理論研究的新進(jìn)展
3.1.5凍干過程傳熱傳質(zhì)理論研究發(fā)展趨勢
3.2冷凍真空干燥設(shè)備
3.2.1冷凍真空干燥設(shè)備的主要性能指標(biāo)
3.2.2實驗用小型冷凍真空干燥機(jī)
3.2.3醫(yī)藥用冷凍真空干燥設(shè)備
3.2.4食品用冷凍真空干燥設(shè)備
3.2.5微波冷凍真空干燥設(shè)備
3.3生物材料的冷凍真空干燥
3.3.1人臍帶血全血冷凍真空干燥
3.3.2豬丹毒弱毒苗冷凍真空干燥實驗
3.3.3幾種常見細(xì)菌的冷凍真空干燥保藏
3.3.4心臟瓣膜的冷凍真空干燥
3.3.5海參的冷凍真空干燥
3.4藥品的冷凍真空干燥
3.4.1藥品冷凍真空干燥的一般工藝
3.4.2生物藥品的冷凍真空干燥
3.4.3凍干法制備微粉化辛伐他汀
3.4.4甘露醇冷凍真空干燥特性實驗
3.4.5苦芩粉針劑的冷凍真空干燥
3.5食品的冷凍真空干燥
3.5.1雞蛋粉的冷凍真空干燥
3.5.2山楂粉的冷凍真空干燥
3.5.3香蕉粉的冷凍真空干燥實驗
3.5.4庫爾勒香梨的冷凍真空干燥實驗
3.5.5魔芋膠冷凍真空干燥實驗研究
3.6冷凍真空干燥法制備超細(xì)微粉材料
3.6.1凍干法制備納米氧化鋁陶瓷粉
3.6.2凍干法制備氧化銅納米粉體
3.6.3凍干法制備氫氧化銅納米粉
3.6.4冷凍干燥法制備氫氧化鎳粉體
3.6.5冷凍干燥法制備銀納米粉體
3.7冷凍真空干燥過程的經(jīng)濟(jì)性分析
3.7.1凍干過程經(jīng)濟(jì)性評價指標(biāo)
3.7.2冷凍干燥操作條件對過程經(jīng)濟(jì)性的影響
3.7.3冷凍干燥過程的優(yōu)化
3.7.4典型物料凍干經(jīng)濟(jì)性分析結(jié)果
第4章 發(fā)展中的真空干燥技術(shù)
4.1真空射流干燥
4.1.1真空射流干燥原理
4.1.2真空射流干燥的應(yīng)用
4.2真空臨界低溫干燥
4.2.1真空臨界低溫干燥設(shè)備與工藝
4.2.2真空臨界干燥紅棗
4.2.3真空臨界低溫干燥獼猴桃
4.2.4真空臨界低溫干燥苦瓜
4.2.5真空臨界低溫干燥與冷凍干燥對比
4.3高頻真空干燥
4.3.1高頻加熱的特點
4.3.2高頻真空干燥的特點
4.3.3木材高頻真空干燥裝置
4.3.4木材高頻真空干燥特性
4.4真空?過熱蒸氣干燥和造粒
4.4.1真空過熱蒸氣干燥木材的原理
4.4.2木材真空過熱蒸氣干燥過程
4.4.3生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)果
4.4.4真空過熱蒸氣干燥和造粒
4.5真空連續(xù)復(fù)合管束干燥
4.5.1真空連續(xù)復(fù)合管束干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點
4.5.2高濕物料在干燥室內(nèi)的干燥過程
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   （1）由穩(wěn)態(tài)向非穩(wěn)態(tài)方向發(fā)展 凍干過程中，干燥箱中升華界面處的固一氣相變和冷凝器冷管上的氣一固相變處都是非穩(wěn)態(tài)溫度場和流場，凍干機(jī)內(nèi)氣體和水蒸氣的流動也是非穩(wěn)態(tài)流動。假定它們是穩(wěn)態(tài)過程，建立的模型肯定與實際情況會有很大的差別，要想建立精確的凍干模型，就必須考慮這些非穩(wěn)態(tài)因素的影響。從國外研究進(jìn)展可以看出，凍干模型已經(jīng)由一維穩(wěn)態(tài)向多維非穩(wěn)態(tài)形式轉(zhuǎn)化，比傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)模型精確。但是這些模型還是假設(shè)物料內(nèi)部是處于熱平衡狀態(tài)的。所以這些模型對于描述液態(tài)產(chǎn)品和均質(zhì)的、尺寸單一的固態(tài)產(chǎn)品比較精確，對于細(xì)胞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形狀尺寸復(fù)雜的生物材料來說，還是不適用的。目前研究生物材料凍干過程保存細(xì)胞活性的傳熱傳質(zhì)理論的人不多，鄒惠芬等建立的角膜在凍干過程的傳熱傳質(zhì)模型是二維非穩(wěn)態(tài)模型[2]，也是假定角膜內(nèi)部是均質(zhì)的，有均一的熱導(dǎo)率、密度和比熱容，表面和界面溫度保持不變，沒有考慮角膜尺寸的變化。因此，研究者應(yīng)該盡可能向多維非穩(wěn)態(tài)方向發(fā)展，應(yīng)該考慮到溫度場和流場的非穩(wěn)態(tài)特性和相變問題，應(yīng)使模型更精確、更符合實際情況。要解決這些問題，研究者可將一些比較先進(jìn)的研究非穩(wěn)態(tài)傳熱傳質(zhì)的先進(jìn)理論應(yīng)用到凍干過程傳熱傳質(zhì)理論的研究中來。譬如：2003年Lin提出的非平衡相變統(tǒng)一理論證明，傳遞到相變界面處的熱量一部分作為相變潛熱引起相變，另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵夂透稍锘旌蠚怏w的動量和能量，在有些情況下，不用于相變的這部分熱量顯得非常重要。凍干過程中，升華界面和冷凝管上都有相變。要想建立準(zhǔn)確的凍干模型，這些因素也應(yīng)該考慮進(jìn)去。另外，Bird等在20世紀(jì)60年代提出的直接模擬蒙特卡羅DSMC（Direct Simulation Monte Carlo）方法，也是研究非穩(wěn)態(tài)熱質(zhì)傳遞的一種方法，1998年Nance等證明，該方法對于研究稀薄氣體的流動傳熱問題是一種強(qiáng)有力的工具。2004年賀群武等用DSMC方法在給定進(jìn)出口壓力邊界條件下，計算研究了壁面溫度與流體入口溫度不同時，二維Poiseume微通道內(nèi)氣體壓力、溫度和分子數(shù)密度分布規(guī)律。當(dāng)壁面溫度高于流體入口溫度時，氣體與壁面在通道進(jìn)出口處均存在溫差，但其發(fā)生機(jī)理不同；氣體進(jìn)入通道后壓力迅速上升到達(dá)峰值，然后再沿程降低，沿程壓力偏離線性分布，最大值位于入口的x／L=0.05處；氣體可壓縮性與稀薄性均得到增強(qiáng)，但壓力沿程分布非線性程度增加。凍干過程，正是稀薄氣體在各種通道內(nèi)的流動傳熱問題，可把DSMC引用到凍干過程的研究中來，建立比較精確地描述凍干過程非穩(wěn)態(tài)熱質(zhì)傳遞的模型。 （2）由宏觀向介觀方向發(fā)展 在宏觀領(lǐng)域與微觀領(lǐng)域之間，存在著一個近年來才引起人們較大興趣的介觀領(lǐng)域。在這個領(lǐng)域里出現(xiàn)了許多奇異的、嶄新的物理性能。介觀領(lǐng)域的傳熱無法用宏觀領(lǐng)域的熱力學(xué)定律描述，也不能用微觀領(lǐng)域的統(tǒng)計熱力學(xué)描述。微尺度效應(yīng)很快深入到科學(xué)技術(shù)的各個領(lǐng)域。凍干領(lǐng)域當(dāng)然也不例外，再加上凍干物料種類的不斷增加，如人體組織器官的保存需要保持活性，要研究細(xì)胞間的熱質(zhì)傳遞，凍干法制備金屬氧化物和陶瓷納米粉、藥用粉針制劑、粉霧吸入劑的制備等，有必要研究凍干過程中微尺度熱質(zhì)傳遞。

編輯推薦

《真空干燥技術(shù)》是編者多年科研、教學(xué)和生產(chǎn)實踐經(jīng)驗的總結(jié)，內(nèi)容豐富，深入淺出。

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