影響微波真空干燥效果的因素

影響微波真空干燥效果的因素

    近年來微波真空干燥技術應用越來越廣泛，下面探討幾點重要因素對微波真空干燥效果的影響：

    1、產品的種類和大小：產品種類和狀態千差萬別，微波真空干燥工藝并非固定不變。事實上，在微波真空干燥過程中，物料內部逐漸形成疏松多孔狀，其內部的導熱性開始減弱，即物料逐漸變成不良的熱導體。

    隨著微波真空干燥過程的進行，內部溫度會高于外部，物料體積愈大，其內外溫度梯度就愈大，內部的熱傳導不能平衡微波所產生的溫差，使溫度梯度達到不能接受的水平。

    因此，一般應預先把物料處理到較小的粒狀或片狀以改進干燥的效果。粉末狀產品在微波干燥時具有其獨特性。當它們被堆積在一起時不應看成是許多小顆粒，而是一個整體，需要特別注意料層的內外溫差。

    一般當物料以較大的形式出現時，需在物料接近減速干燥期時，降低微波功率，從而有效減少其內外溫差，但反效果是延長了干燥時間。

    2、設備真空度：壓力越低，水的沸點溫度越低，物料中水分擴散速度加快。微波真空諧振腔內真空度的大小主要受限于擊穿電場強度，因為在真空狀態下，氣體分子易被電場電離，而且空氣、水汽的擊穿場強隨壓力而降低；電磁波頻率越低，氣體擊穿場強越小。氣體擊穿現象最容易發生在微波饋能耦合口以及腔體內場強集中的地方。擊穿放電的發生不僅會消耗微波能，而且會損壞部件并產生較大的微波反射，縮短磁控管使用壽命。

    如果擊穿放電發生在食品表面，則會使食品焦糊，一般20kV/m的場強就可擊穿食品（介電常數不同）。所以正確選擇真空度大小非常重要，真空度并非越高越好，過高的真空度不僅能耗增大，而且擊穿放電的可能性增大。

    3、設備功率：微波有對物質選擇性加熱的特性。水是分子極性非常強的物質，較易受到微波作用而發熱，因此含水量愈高的物質，愈容易吸收微波，發熱也愈快；當水分含量降低，其吸收微波的能力也相應降低。

    一般在干燥前期，物料中水分含量較高，微波功率對干燥效果的影響高些，可采用連續微波加熱，這時大部分微波能被水吸收，水分迅速遷移和蒸發；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。

    以菠蘿漿為原料，研究了菠蘿粉微波真空干燥過程中微波功率對干燥效果的影響。隨著微波功率的增加，菠蘿漿的含水量遞減。微波發射功率對物料的外觀質量影響顯著。

    當微波功率大于2kW時，物料出現局部過熱，以及出現打火現象，內部出現燒焦現象，色澤變差，光澤度下降。因此在保證物料達到要求的含水量的前提下，降低微波功率，可提高干制品的外觀質量，節約能源。

    4、設備工作時間：微波真空干燥時間的選擇十分重要，也受到許多因素的影響。以菠蘿漿為原料，研究了真空微波干燥菠蘿粉過程中微波時間對干燥效果的影響。

    在98.2~99.2kPa的真空度下，在干燥初期物料的濕基含水率變化很小，這是由于物料內部的水分子還沒有充分吸收大量的微波能，熱源不充足造成的；隨著干燥的繼續進行，物料內部的極性分子震動加劇，更多的能量轉化為熱量，促進水分子的運動，物料的水分含量變化很大。

    在微波真空干燥后期，物料內部逐漸形成疏松多孔狀，其內部的導熱性開始減弱，水分含量也趨于穩定。此外，干燥時間還受到對成品含水率的要求的影響。如一般干燥成品，含水率可以控制在3%~5%，如要求低至1% 或以下，干燥時間需相應地延長。

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