目前,微波真空干燥的應(yīng)用越來越廣泛。以下討論了影響微波真空干燥效果的幾個(gè)重要因素:
1。產(chǎn)品的種類和尺寸:產(chǎn)品的種類和狀態(tài)變化很大,微波真空干燥的過程不固定。事實(shí)上,在微波真空干燥過程中,多孔材料逐漸在內(nèi)部形成,內(nèi)部導(dǎo)熱性開始減弱,即材料逐漸成為不良的導(dǎo)熱體。隨著微波真空干燥工藝的發(fā)展,其內(nèi)部溫度將高于外部溫度。材料體積越大,內(nèi)外溫度梯度越大。內(nèi)部熱傳導(dǎo)不能平衡微波產(chǎn)生的溫差,使溫度梯度達(dá)到不可接受的水平。因此,應(yīng)事先將物料處理成較小的顆粒或片狀,以提高干燥效果。粉末制品在微波干燥時(shí)有其自身的特點(diǎn)。當(dāng)它們堆積在一起時(shí),不應(yīng)視為許多小顆粒,而應(yīng)視為一個(gè)整體。應(yīng)特別注意材料層內(nèi)外的溫差。一般情況下,當(dāng)物料以較大的形式出現(xiàn)時(shí),當(dāng)物料接近減速干燥期時(shí),需要降低微波功率,從而有效地減小內(nèi)外溫差,但反之則是延長(zhǎng)干燥時(shí)間。
2。設(shè)備真空度:壓力越低,水的沸點(diǎn)溫度越低,水在材料中的擴(kuò)散速度越快。微波真空諧振腔的真空度主要受擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度的限制,因?yàn)樵谡婵諣顟B(tài)下,氣體分子容易被電場(chǎng)電離,空氣和水蒸氣的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度隨壓力的降低而降低;電磁波頻率越低,擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度越小氣體擊穿場(chǎng)強(qiáng)。氣體擊穿最有可能發(fā)生在微波能量的耦合端口和場(chǎng)強(qiáng)集中的地方。擊穿放電不僅消耗微波能量,而且會(huì)損壞器件,產(chǎn)生較大的微波反射,縮短磁控管的使用壽命。如果擊穿放電發(fā)生在食物表面,食物就會(huì)被燒焦。一般來說,20kV/M的場(chǎng)強(qiáng)可以擊穿食物(介電常數(shù)不同)。因此,選擇合適的真空度是非常重要的。真空度越高越好。真空度越高,能量消耗越大,擊穿放電的可能性越大。
3。設(shè)備功率:微波能選擇性加熱材料。水是一種分子極性強(qiáng)的物質(zhì),易被微波加熱。因此,含水量越高,越容易吸收微波,加熱越快。當(dāng)含水量降低時(shí),吸收微波的能力相應(yīng)降低。一般在干燥前期,物料中水分含量較高,輸入的微波功率可圖1 微波功率對(duì)干燥效果的影響高些,可采用連續(xù)微波加熱,這時(shí)大部分微波能被水吸收,水分迅速遷移和蒸發(fā);在等速和減速干燥期間,隨著水分的減少,需要的微波能也少,可采用脈沖間隙式微波加熱.
4。設(shè)備工作時(shí)間:微波真空干燥時(shí)間的選擇是非常重要的,也受到很多因素的影響。研究了微波時(shí)間對(duì)菠蘿粉真空微波干燥效果的影響。在98.2~99.2kpa的真空度下,由于物料內(nèi)部的水分子對(duì)大量微波能量的吸收不足和熱源不足,物料在干燥初期的含水率變化不大。隨著干燥的繼續(xù),材料內(nèi)部的極性分子振動(dòng)增加,更多的能量轉(zhuǎn)化為熱量,從而促進(jìn)水分子的運(yùn)動(dòng),材料的含水量發(fā)生了很大的變化。微波真空干燥后期,多孔材料逐漸形成,內(nèi)部導(dǎo)熱系數(shù)開始減弱,含水率趨于穩(wěn)定。另外,干燥時(shí)間還受成品含水率要求的影響。成品一般干燥,含水率可控制在3%~5%。如果要求低至1%或以下,則應(yīng)相應(yīng)延長(zhǎng)干燥時(shí)間。
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