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第42卷第2期佳木斯大学学报自然科学版Vol.42No.2

2024年02月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)Feb.2024

文章编号：1008-1402(2024)020157-05

地热多孔物料微波冷冻干燥过程的多物理场分析研究

林芳

（湄洲湾职业技术学院化学工程系，福建莆田351100）

摘要：以甘露醇与乳糖等为原材料，利用液氮制备冰激凌法，制备不同初始饱和度的地热多

孔物料；通过多功能微波冷冻干燥装置，冷冻干燥处理制备的地热多孔物料，建立地热多孔物料

干燥过程的多物理场分析模型，并设计对应的定解条件；通过COMSOL多物理场仿真软件，结

合定解条件，求解多物理场分析模型，完成不同初始饱和度与不同微波功率等条件时的物理场分

析，验证地热多孔物料微波冷冻干燥过程多物理场的影响。

关键词：地热多孔物料；微波冷冻；干燥过程；多物理场分析

中图分类号：TQ028.5文献标识码：A

0引言因素，以及初始饱和度内在因素，对地热多孔物料

微波冷冻干燥过程多物理场的影响，

地热多孔物料的干燥方法较多，其中，干燥效

1材料与方法

果最佳的方法是冷冻干燥[1}。冷冻干燥属于热质

耦合传递过程，采用微波冷冻干燥可加快干燥速

1.1试验材料与仪器

率，增强能量利用率[2]。为提升地热多孔物料的

干燥质量，需对其干燥过程进行物理场分析，得到以甘露醇为地热多孔物料溶液内的主要溶

影响干燥质量的因素，加强地热多孔物料的使用性质，可避免地热多孔物料干燥过程中与干燥后出现

能。为此，研究地热多孔物料微波冷冻干燥过程的塌陷问题[3］。制备地热多孔物料的试验材料如表

1所示，试验仪器如表2所示。

多物理场分析方法，分析微波功率与干燥时间外在

表1试验材料

材料名称分子式分子量规格厂家

甘露醇C:H14O6182.17分析纯寿光华力糖醇公司

乳糖C12H22O11342.2965分析纯百利化工

蒸馏水H20自制

葡萄糖CH12O6,H12(CO)6180.16分析纯源力化工

液氮N228.01鑫宇豪物贸公司

表2试验仪器

1.2地热多孔物料制备

仪器名称型号/规格厂家

恒温磁力搅拌器ZNCL-5D越众公司通过液氮制备冰激凌法，制备地热多孔物料，

水分测定仪LHS-20A天美天平仪器公司制备步骤如下：

（1）在150g蒸馏水内溶解25g甘露醇、2.5g

电热风干燥箱HG101-1A卓越鑫干燥设备公司

乳糖与2.5g葡萄糖，制备待干料液。

电子天平FA1204C天美天平仪器公司