《基於水的熱力學特性高壓電場節能幹燥機理研究》是依託中國農業大學，由曹薇擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於水的熱力學特性高壓電場節能幹燥機理研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：曹薇
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
微能技術對生物物料進行脫水和乾燥是目前研究的熱點之一。前期研究發現高壓電場下水分蒸發速度加快，提高了乾燥效率，降低了能耗。本項目擬採用拉曼光譜和核磁共振技術研究不同高壓電場條件下，水分子簇結構的變化規律，考察電場對水的熱力學特性的影響，結合電化學、物理化學和生物物理學，揭示電場促進水分蒸發的作用機理。研究高壓電場作用下水分移動規律以及節能效果，確定不同電場條件（電壓、電流、電場強度、施加電壓的方式、電極的形狀、數量和分布等）對水分蒸發速率和能源消耗的影響，建立電場作用下的乾燥模型和能源消耗模型；比較分析高壓電場乾燥和其他乾燥方式（熱風和微波）的乾燥特性、能源消耗和乾燥後物料品質，明確高壓電場增強傳熱傳質、提高幹燥效率和節能的效果，為高壓電場乾燥產業化套用提供理論依據和技術支撐。
結題摘要
針對傳統熱風乾燥能耗高和乾燥品質等問題，本項目基於高壓電場作用下水分蒸發速度增強，乾燥效率提高，從而降低乾燥能耗。採用了拉曼光譜技術研究不同高壓電場條件下，水分子簇結構的變化規律，考察了不同電場條件（電壓、電流、電場強度、施加電壓的方式、電極的形狀、數量和分布等）對水分蒸發速率和能源消耗的影響，明確了電場中離子數目、離子風風速的分布，確定了影響電場乾燥速率和能源消耗的關鍵因素，揭示了電場促進水分蒸發的作用機理。研究了高壓電場作用下水分移動規律以及節能效果，建立了電場作用下的乾燥模型和能源消耗模型；比較分析了高壓電場乾燥和熱風乾燥的乾燥特性、能源消耗和乾燥後物料品質，明確了高壓電場增強傳熱傳質、提高幹燥效率和節能的效果。此外，在研究過程中還發現，電解質溶液（NaCl溶液）在電場作用下，水的物理化學特性發生了變化，生成了具有一定功能特性(殺菌、乳化、氧化、還原等)的水溶液，並對去特性進行了探討。研究結果為其產業利用提供了技術支撐。
