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微波真空干燥效果的主要影響的四大因素
閱讀：1345 發(fā)布時(shí)間：2014-9-16
微波真空干燥效果的主要影響因素
1、微波真空度
從蒸氣特性表可知，真空度越高，水的沸點(diǎn)溫度越低，水分越容易蒸發(fā)，物料中水分?jǐn)U散速度就會(huì)加快。但是在微波真空干燥時(shí)，真空度并非越高越好，過(guò)高的真空度不僅能耗增大，而且擊穿放電的可能性增大。微波真空諧振腔內(nèi)真空度的大小主要受限于擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度 ， 因?yàn)樵谡婵諣顟B(tài)下 ，氣體分子易被電場(chǎng)電離 ， 而且空氣、水氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)隨壓力而降低 ； 電磁波頻率越低 ， 氣體擊穿場(chǎng)強(qiáng)越小。氣體擊穿現(xiàn)象zui容易發(fā)生在微波饋能耦合口以及腔體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)集中的地方。擊穿放電的發(fā)生不僅會(huì)消耗微波能 ， 而且會(huì)損壞部件并產(chǎn)生較大的微波反射，縮短磁控管使用壽命。如果擊穿放電發(fā)生在水產(chǎn)品表面 ， 則會(huì)使水產(chǎn)品焦糊。一般來(lái)說(shuō) ， 當(dāng)微波頻率為 2450 MHz時(shí)，真空度為 2～7kPa已經(jīng)足夠 ， 其相應(yīng)的水分汽化溫度是 20℃ 和 40℃ 。有試驗(yàn)表明 ， 在相同的條件下真空度從 1 kPa 增加到 7kPa時(shí) ， 物料干燥結(jié)果有明顯區(qū)別 。 所以正確選擇真空度大小非常重要 ， 對(duì)于微波真空干燥中真空度的合理選擇尚需進(jìn)一步研究。
2、被加工物料的種類和大小
由于水產(chǎn)品種類和形態(tài)千差萬(wàn)別 ， 微波真空干燥工藝并非固定不變。事實(shí)上 ， 在微波真空干燥過(guò)程中 ， 物料內(nèi)部逐漸形成疏松多孔狀 ， 其內(nèi)部的導(dǎo)熱性開始減弱 ， 即物料逐漸變成不良的熱導(dǎo)體。隨著微波真空干燥過(guò)程的進(jìn)行 ， 內(nèi)部溫度會(huì)高于外部 ， 物料體積愈大 ， 其內(nèi)外溫度梯度就愈大 ， 內(nèi)部的熱傳導(dǎo)不能平衡微波所產(chǎn)生的溫差， 使溫度梯度達(dá)到不能接受的水平。 因此 ， 對(duì)于難以干燥的水產(chǎn)品，一般應(yīng)預(yù)先把物料處理到較小的塊狀或片狀以改進(jìn)干燥的效果 。一般當(dāng)物料以較大的形式出現(xiàn)時(shí) ， 需在物料接近減速干燥期時(shí) ， 降低微波功率，有效減少其內(nèi)外溫差 ， 從而保證產(chǎn)品質(zhì)量 ， 但同時(shí)延長(zhǎng)了干燥時(shí)間。
3、微波功率
微波有對(duì)物質(zhì)選擇性加熱的特性 。 它與被加熱物料的性質(zhì)有密切關(guān)系，介電常數(shù)高的介質(zhì)很容易用微波來(lái)加熱干燥 。 水的介電常數(shù)特別大，能強(qiáng)烈的吸收微波，因此含水量愈高的物質(zhì)，愈容易吸收微波，發(fā)熱也愈快；當(dāng)水分含量降低，其吸收微波的能力也相應(yīng)降低。一般在干燥前期 ，物料中水分含量較高，微波功率對(duì)干燥效果的影響高，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，所以可采用脈沖間隙式微波干燥或變功率微波真空干燥。
4、微波干燥時(shí)間
微波真空干燥時(shí)間的選擇十分重要 ， 其受到許多因素的影響 。在干燥初期物料的含水率變化很小 ， 這是由于物料內(nèi)部的水分子還沒(méi)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(xù)進(jìn)行 ， 物料內(nèi)部的極性分子震動(dòng)加劇 ， 更多的能量轉(zhuǎn)化為熱量 ， 促進(jìn)水分子的運(yùn)動(dòng) ， 物料的水分含量變化很大 。 在微波真空干燥后期 ， 物料內(nèi)部逐漸形成疏松多孔狀 ， 其內(nèi)部的導(dǎo)熱性開始減弱 ， 水分含量也趨于穩(wěn)定 。 此外 ， 干燥時(shí)間還受到對(duì)成品含水率要求的影響 。 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(shí)間需相應(yīng)地延長(zhǎng)。
1、微波真空度
從蒸氣特性表可知，真空度越高，水的沸點(diǎn)溫度越低，水分越容易蒸發(fā)，物料中水分?jǐn)U散速度就會(huì)加快。但是在微波真空干燥時(shí)，真空度并非越高越好，過(guò)高的真空度不僅能耗增大，而且擊穿放電的可能性增大。微波真空諧振腔內(nèi)真空度的大小主要受限于擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度 ， 因?yàn)樵谡婵諣顟B(tài)下 ，氣體分子易被電場(chǎng)電離 ， 而且空氣、水氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)隨壓力而降低 ； 電磁波頻率越低 ， 氣體擊穿場(chǎng)強(qiáng)越小。氣體擊穿現(xiàn)象zui容易發(fā)生在微波饋能耦合口以及腔體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)集中的地方。擊穿放電的發(fā)生不僅會(huì)消耗微波能 ， 而且會(huì)損壞部件并產(chǎn)生較大的微波反射，縮短磁控管使用壽命。如果擊穿放電發(fā)生在水產(chǎn)品表面 ， 則會(huì)使水產(chǎn)品焦糊。一般來(lái)說(shuō) ， 當(dāng)微波頻率為 2450 MHz時(shí)，真空度為 2～7kPa已經(jīng)足夠 ， 其相應(yīng)的水分汽化溫度是 20℃ 和 40℃ 。有試驗(yàn)表明 ， 在相同的條件下真空度從 1 kPa 增加到 7kPa時(shí) ， 物料干燥結(jié)果有明顯區(qū)別 。 所以正確選擇真空度大小非常重要 ， 對(duì)于微波真空干燥中真空度的合理選擇尚需進(jìn)一步研究。
2、被加工物料的種類和大小
由于水產(chǎn)品種類和形態(tài)千差萬(wàn)別 ， 微波真空干燥工藝并非固定不變。事實(shí)上 ， 在微波真空干燥過(guò)程中 ， 物料內(nèi)部逐漸形成疏松多孔狀 ， 其內(nèi)部的導(dǎo)熱性開始減弱 ， 即物料逐漸變成不良的熱導(dǎo)體。隨著微波真空干燥過(guò)程的進(jìn)行 ， 內(nèi)部溫度會(huì)高于外部 ， 物料體積愈大 ， 其內(nèi)外溫度梯度就愈大 ， 內(nèi)部的熱傳導(dǎo)不能平衡微波所產(chǎn)生的溫差， 使溫度梯度達(dá)到不能接受的水平。 因此 ， 對(duì)于難以干燥的水產(chǎn)品，一般應(yīng)預(yù)先把物料處理到較小的塊狀或片狀以改進(jìn)干燥的效果 。一般當(dāng)物料以較大的形式出現(xiàn)時(shí) ， 需在物料接近減速干燥期時(shí) ， 降低微波功率，有效減少其內(nèi)外溫差 ， 從而保證產(chǎn)品質(zhì)量 ， 但同時(shí)延長(zhǎng)了干燥時(shí)間。
3、微波功率
微波有對(duì)物質(zhì)選擇性加熱的特性 。 它與被加熱物料的性質(zhì)有密切關(guān)系，介電常數(shù)高的介質(zhì)很容易用微波來(lái)加熱干燥 。 水的介電常數(shù)特別大，能強(qiáng)烈的吸收微波，因此含水量愈高的物質(zhì)，愈容易吸收微波，發(fā)熱也愈快；當(dāng)水分含量降低，其吸收微波的能力也相應(yīng)降低。一般在干燥前期 ，物料中水分含量較高，微波功率對(duì)干燥效果的影響高，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，所以可采用脈沖間隙式微波干燥或變功率微波真空干燥。
4、微波干燥時(shí)間
微波真空干燥時(shí)間的選擇十分重要 ， 其受到許多因素的影響 。在干燥初期物料的含水率變化很小 ， 這是由于物料內(nèi)部的水分子還沒(méi)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(xù)進(jìn)行 ， 物料內(nèi)部的極性分子震動(dòng)加劇 ， 更多的能量轉(zhuǎn)化為熱量 ， 促進(jìn)水分子的運(yùn)動(dòng) ， 物料的水分含量變化很大 。 在微波真空干燥后期 ， 物料內(nèi)部逐漸形成疏松多孔狀 ， 其內(nèi)部的導(dǎo)熱性開始減弱 ， 水分含量也趨于穩(wěn)定 。 此外 ， 干燥時(shí)間還受到對(duì)成品含水率要求的影響 。 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(shí)間需相應(yīng)地延長(zhǎng)。