初始非饱和多孔物料冷冻干燥的数值模拟

摘要：为了提高冷冻干燥过程的经济性，本文主要对初始非饱和物料的冷冻干燥过程进行数值模拟。建立了二维含湿多孔介质冷冻干燥数学模型，使用COMSOL Multiphysics 4．3a软件进行求解。液体物料的主要溶质为甘露醇。提出两种新的吸附一解吸平衡关系，并与实验数据进行了对比，分析了其适用条件。结果显示，初始非饱和冷冻物料能够有效减少干燥时间，模拟结果与实验数据吻合良好。通过分析物料内部温度、饱和度分布得知，升华界面随着干燥过程的进行逐渐向物料内部转移，干燥过程也发生在物料冰冻区域。适当提高环境温度有利于强化整个干燥过程。

关键词：初始饱和度 甘露醇 质热传递 数值模拟 

单位：大连理工大学化工机械与安全学院 大连中国116024 大连理工大学化工学院 大连中国116024 香港科技大学化学与生物分子工程系 香港中国