[發明專利]判斷一次升華干燥結束點和二次干燥結束點的方法

有效

• 申請號: 200810042389.0
• 申請日: 2008-09-02
• 公開（公告）號: CN101419015A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 周國燕;張今;鄭效東;劉建峰;郭堂鵬;王巍悅;李紅衛;胡琪瑋
• 申請（專利權）人: 上海理工大學;上海東富龍科技股份有限公司
• 主分類號: F26B5/06
• 分類號: F26B5/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

1.一種判斷一次升華干燥結束點和二次干燥結束點的方法，用露點法來監測凍干過程中水分變化，從而判斷一次升華干燥結束點和二次干燥結束點，包括下列步驟：

(1)、露點值維持一個動態平衡后呈斜坡狀下降，到一平臺期后在很低的數值范圍內輕微波動，判斷為一次升華干燥結束；

(2)、露點值轉化為水蒸汽分壓值；

(3)、計算水蒸氣在干燥室環境下的質擴散系數；

(4)、確定干燥室的幾何參數；

(5)、代入二元混合物單向擴散傳質模型計算單位時間的失水量；

(6)、積分求出實時失水量即總失水量；

(7)、對樣品的總含水量粗估后用近似值計算殘余含水量；

(8)、殘余水分含量達到規定范圍1％～3％判斷為二次干燥結束；

所述計算殘余含水量的數學模型為：

當露點值在0℃--200℃水蒸氣分壓值為

P＝exp(C₈/T_d+C₉+C₁₀T_d+C₁₁T_d²+C₁₂T_d³+C₁₃lnT_d)；①

當露點值-100℃--0℃水蒸氣分壓值為

P＝exp(C₁/T_d+C₂+C₃T_d+C₄T_d²+C₅T_d³+C₆T_d⁴+C₇lnT_d)；②

D=D0(TT0)1.5P0P;]]>③

單位時間單位面積失水量(kg/s·m²)：

Mw=DPTRwTΔzlnPT-PcPT-Pv;]]>④

單位時間面積為s的失水量(kg/s)：

Mw,s=DPTSRwTΔzlnPT-PcPT-Pv;]]>⑤

t時刻面積為s的失水量：

mw,s=Σ1tMw,s;]]>⑥

殘余水分含量：

其中：

C₁～C₁₃：常數

T_d：露點值℃

D：水蒸氣在干燥室內的擴散系數(m²/s)

D₀：水蒸氣在25℃，環境壓力為1.01325×10⁵Pa的質擴散系數；

T₀：常溫25℃

P₀：1.01325×10⁵Pa

P_T：干燥室內總壓Pa

P_v：干燥室內的水蒸氣分壓值Pa

P_c：冷阱的水蒸氣分壓值Pa

T：干燥室的溫度℃

R_w：水蒸氣的氣體常數J/(kg·K)

Δz：水蒸氣的擴散距離m。

2.根據權利要求1所述一種判斷一次升華干燥結束點和二次干燥結束點的方法的實施裝置，其特征在于，包括控制單元、干燥室、中隔閥、冷阱、冷阱測溫探頭、露點傳感器，露點傳感器安裝在干燥室上部插入干燥室內，露點傳感器采集的信號傳送到控制單元，冷阱的溫度通過冷阱測溫探頭測量并傳遞給控制單元，干燥室和冷阱中間有中隔閥可控制開和關，所述的控制單元將數據轉換后到上位機輸出露點值和環境溫度值并保存入數據庫作出實時曲線。