微波真空干燥机干燥系统的设计及干燥均匀性的改善
浅析连续式微波真空干燥设备
子易被电场电离,从而出现气体击穿、拉弧放电 现象,该现象最易发生在微波馈能耦合口和腔体 内场强集中处，不仅会消耗微波能，而且会损坏 部件并产生较大的微波反射，缩短磁控管使用寿
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命。在真空度和微波功率的给定范围条件下，应 合理设计确定微波真空干燥室的结构和尺寸，使 室内的空气击穿场强在安全范围之内。微波真空 干燥室的结构还应保证微波场的均匀性，避免物
微波功率源主要电气线路见2其中关键元件是磁控管ve该系统采用连续波磁控管由具有高漏电感的专用微波变压器t提供磁控管正常工作所需电压在该变压器初级绕组上加220v交流电压后在次级低压绕组中产生用于磁控管阴极加热的灯丝电压与此同时在次级高压绕组中产生千伏级的高压交流电经高压电容c与高压二极管vd组成倍压整流回路后加到磁控管两极之间为磁控管阴极提供一个负高压
微波干燥加工比常规干燥方式加工提高了 产品质量，但由于干燥温度一般在 70℃以上，干 燥速度快，易导致部分产品内部糊化，降低了产 品品质;微波真空干燥技术把真空干燥与微波干
燥的特点有机结合，在真空条件下利用微波能进 行物料的干燥加工，真空环境保证了物料能在低 温条件下进行干燥，微波干燥物料又具有瞬时高 效性，因此可以实现物料的快速低温干燥。研制
移动和上下径向转动，可均匀接受微波能。物料 干燥处理结束后，通过出料系统输出,完成卸料。 该设备主要包括进料系统、输送系统、微波系统、 真空干燥室、出料系统和真空系统 6 个部分。
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微波真空干燥设备的关键技术
(1)微波真空干燥室在真空状态下，由于真 空度的降低，降低了空气的击穿场强，使气体分
(3)连续式进出料结构连续式进出料结构可 保证设备的连续化生产，由于进出料动作频繁， 所以该结构需具有较好的密封性来保持整个系 统的真空度并防止微波泄漏，所以密封是该部件
微波真空干燥设备控制系统的数字化设计
微波真空干燥设备控制系统的数字化设计发表时间：2018-01-05T21:21:02.337Z 来源：《基层建设》2017年第27期作者：万光辉梁君[导读] 摘要：为提高微波真空干燥设备数字化与智能化的水平，对微波真空干燥设备电气控制系统进行了分析。
皇明太阳能股份有限公司山东德州 253100摘要：为提高微波真空干燥设备数字化与智能化的水平，对微波真空干燥设备电气控制系统进行了分析。
设计了一种集微波干燥与真空干燥于一体的新型装置，波导与波源冷却装置相互集成，有效地解决了微波分布不均匀、易损坏微波源这两个难题。
材料室是微波室和真空室的交叉口，可以使材料经受微波辐射和真空。
本实用新型一方面可以方便地拆卸物料托盘，另一方面又能充分利用物料室的空间。
模块化冷阱设计，使冷阱根据干燥需求自由装卸，能有效提高冷阱的利用效率。
微波真空干燥设备设计巧妙，安全可靠，能满足高质量物料干燥的要求。
关键词：微波干燥；真空干燥；模块化1 前言微波真空干燥能保持食品的原有风味和营养，保留原料的生理活性，提高保健食品的功能性，有效地保持材料的形状和颜色；在真空状态下，水的汽化温度低，可以实现低温干燥，保持加工材料原件，避免易腐材料活性成分的氧化，使产品具有良好的复水性；内微波穿透材料，内部和外部的热量加热]几乎在同一时间的材料，材料的内部和外部的加热均匀性，克服了真空热传导问题。
因此，大大提高了工作效率和产品质量，使其广泛应用于农副产品、保健品、药材干燥、化工产品低温浓缩、结晶水分离等高附加值产品。
随着干燥设备的进一步应用，数字化和智能化设备的要求越来越高，除了干燥温度的显示和控制，也被称为故障检测、显示和上传信息，便于集中管理和控制，很难实现对继电器的控制。
一般电子产品易受微波干扰。
因此，采用具有良好抗干扰性能和通信功能的PLC控制系统。
2 微波真空干燥设备各部分的设计2.1 微波制热部分2.1.1微波源及波导微波源和波导焊接为一个整体，上层是微波源，下法兰之间设有波导和波导的来源，对金属法兰和微波真空干燥设备的焊接或螺纹连接的外墙，保证微波不会泄漏。
微波干燥的工作原理及优化设计
微波干燥的工作原理及优化设计微波干燥是一种利用微波能量进行物料干燥的技术。
与传统的热风干燥相比，微波干燥具有速度快、效率高、质量好等优势。
本文将介绍微波干燥的工作原理，并探讨如何进行优化设计，以提高干燥效果和经济效益。
一、微波干燥的工作原理微波干燥是一种将微波能量直接传输到物料内部，以内部加热方式进行干燥的技术。
其工作原理可归纳为以下两个方面：1. 微波能量的传输和吸收当微波能量通过物料时，其传输会发生两种现象：穿透和吸收。
物料的吸收取决于物料的介电性能，即介电常数和介电损耗因子。
在微波场作用下，如果物料的介电损耗因子较大，即对微波能量的吸收较强，干燥效果会更好。
2. 热传导和传质微波干燥同时包括热传导和传质两个过程。
物料在微波辐射下产生的热量会通过传导传递到物料的内部，并通过传质作用将物料内的水分蒸发出来。
传质速率取决于物料表面的水分蒸发速率和物料内部的传质速率。
通过合理控制微波功率和传质条件，可以实现快速而均匀的干燥效果。
二、微波干燥的优化设计为了提高微波干燥的效果和经济效益，需要进行优化设计。
以下几个方面是值得考虑的：1. 微波功率和频率的选择微波功率和频率是微波干燥的重要参数。
合理选择微波功率可以实现快速干燥，但过高的功率会引起物料的热过量，导致干燥不均匀。
频率的选择也应根据物料的特性进行调整，以提高微波能量的吸收效果。
2. 干燥温度和时间的控制干燥温度和时间直接影响微波干燥的效果。
过高的温度会导致物料变质，而过长的干燥时间则会增加生产成本。
因此，需要根据物料的特性和需求来选择合适的温度和时间参数，以实现高效的干燥效果。
3. 微波干燥设备的设计微波干燥设备的设计也是优化的重要环节。
合理设计微波辐射系统和传质系统，可以实现微波能量的均匀传递和物料内部的快速传质。
同时，设备的结构设计应方便清洁和维护，提高生产效率和设备的使用寿命。
4. 过程监控和控制通过实时监测干燥过程中的物料温度、湿度和微波功率等参数，可以及时调整微波干燥设备的工作状态，实现高效的控制。
微波真空干燥机干燥系统的设计及干燥均匀性的改善
ｒ ｏａｔ ｖ ｕｒｎｅｄｔｅｍ ｔ ｉ 姆 ｎ ｎ ｏｍ ｔ ｓ ｇｓ ｖ ｌｔ ｏ ｅｒａｉ ａ ｉ ｎｓ ｏ ｄｓｏｔ ｅ ｉｕｅ ｅ ｎｎ ｉ ｇａａｔｅ ａ ｒ ｌ ｓ ａ ｙ ｃ ｔ ｈ ｅａ ｇｕｉ ｒ ｉ ．Ｕ ｉ ｉ ｅ ｐａ ｒ ｃｅｓ ｌ ｄｔ ｃ ｅｓ ｕ ｒ ｎｔ ｓ ｒ ｆ ｙ ｎ ｅｄ ｅ ｄ ｇ ｎ ｏ ｈｋ ｃｌ ｈ ｅ ｈ ｍｏ ｔ
Ａｂ ｔａ ｔ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｄ ｔａ ｃｅ ｓｎ ｅｌｎ ｆ ｅｏ ａ ｔ ａｉ ｏ ｄｉｃｅｓ ｅｎ ｍｂ ｒｏ ｒｓｎ ｔｒｑ ｅ ｃ ｄ ｅ－ ｓｒ ｃ ：Ｒ ｓ ｓｓ ｏ ｅ ｔｉ ｒａｉｇｔ ￣ｈｏ ｓｎ ｎ ｖｔ ｃ ｕ ｎ ｒａｅｔ ｕ ｅ ｅ ｏ ａ ｆ ｕ ｎ ｙｍｏ ｅｏ Ｄ８ ｌ ｈ ｎ ｈ ｅ ｒ ｃ ｙ ｌ ｈ ｆ ｎ ｅ ｆ
福建农林大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｕｉ ｇｉｕ ｕｅａｄＦ ｒ ｔ ｎｖｒ ｔ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｏ ｊ ｎＡ ｒ ｌ ｒ ｎ ｏ ｓ ｙＵ ｉｅｓｙ（ ａ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔｎ Ｆ ａ ｃｔ ｅｒ ｉ ｕ ｅ ｉ
第４ ｏ卷 第 １ 期
２１年 １ ０１ 月
微波真空干燥立 ， 宋洪波 ， 郑宝东 （ 福建农林大学食品科学学院， 福建 福州 ３００ ） ５０２
摘要 ： 果表明 ： 结 增加谐振腔长度可增加 等宽高矩形谐振腔的谐振 频率模式 数 目， 提高微波 场均匀性 ； ｍ× ０ｃ ９ ｃ ９ ０ ｍ×１０ ０ ｃ ｍ矩形谐振腔具有 ２２ ４ 个谐振频率模式 ； 在干燥室 上 、 壁面对 角交叉 、 下 均匀布置 微波馈 口可保证 回转 干燥 的均匀 性 ； 采 用筛底载料盘或降料层厚度 ， 可缩短物料颗粒蒸发水分 的迁 移路 径 ， 高干 燥速度 ， 均 提 缩短 干燥时 间． 以胡萝 卜 为例 ， 在装 载量为 ４ｌ、 波功率为 ４ｋ 真空度为 Ｏ ８Ｍ ａ ， ｇ微 【 Ｗ、 ． Ｐ 时 采用筛 底载料盘所需 的干燥时 间比采用实底 载料盘缩短约 １ ｉ； ０ ０ｍｎ 料层厚度每增加 ２ ｍ， 干燥时 间增 加约 １ ｉ ｃ ０ ｎ ｍ ． 关键词 ： 微波 ； 真空 ； 干燥 ； 均匀性 ； 干燥特性
微波干燥工艺参数优化
微波干燥工艺参数优化微波干燥工艺参数优化微波干燥是一种高效、快速的干燥方法，已广泛应用于食品、农产品和化工等领域。
然而，微波干燥的效果受到许多工艺参数的影响，因此需要进行优化。
首先，我们需要确定干燥物料的初始含水率。
这是一个重要的参数，因为它直接影响到干燥时间和能耗。
过高的初始含水率会导致干燥时间过长，而过低的含水率则会浪费能源。
因此，我们需要根据具体物料的性质和要求来确定初始含水率。
接下来，我们需要确定微波功率和频率。
微波功率是指微波设备输出的功率大小，而频率则是指微波设备的工作频率。
这两个参数直接影响到微波干燥的效果和速度。
通常情况下，功率越高，干燥速度越快，但也会增加能耗和干燥物料的温度。
频率的选择要根据物料的性质和设备的特点来确定，一般常用的频率为2.45GHz。
然后，我们需要确定微波干燥的时间。
干燥时间取决于干燥物料的性质、初始含水率、微波功率和频率等参数。
一般来说，干燥时间可以根据实验和经验得到。
在实际应用中，可以通过不断调整干燥时间来达到最佳的干燥效果。
此外，还需要考虑微波功率的分布和干燥物料的排列方式。
微波功率的分布不均匀会导致干燥不均匀，因此需要合理安排干燥物料的位置和排列方式。
在实际操作中，可以采用旋转盘、转鼓或传送带等方式来实现物料的均匀干燥。
最后，还需要考虑干燥物料的质量和干燥后的保存方式。
微波干燥可能会对物料的质量产生一定的影响，因此需要针对具体物料进行评估和调整。
同时，在干燥后，应注意物料的保存方式，避免受潮和变质。
综上所述，微波干燥工艺参数的优化是一个复杂的过程，需要考虑多个因素的综合影响。
通过合理选择初始含水率、微波功率和频率、干燥时间，以及合理安排物料的排列方式，可以达到最佳的干燥效果。
同时，还需要对干燥物料的质量和保存方式进行评估和调整，以确保干燥后的物料质量和保存期限。
微波干燥设备创新
微波干燥设备创新微波干燥设备创新微波干燥设备是一种应用微波能源进行干燥的先进设备。
微波干燥技术相比传统的热风干燥技术具有更高的效率和更快的干燥速度。
近年来，为了进一步提高微波干燥设备的性能和可靠性，不断有创新被应用到微波干燥设备的设计和工艺中。
首先，一项关键的创新是微波干燥设备的能量传输机制。
传统的微波干燥设备主要通过微波辐射传输能量，但是在干燥过程中容易出现能量不均匀分布的问题。
为了解决这个问题，研究人员提出了一种基于波导和共振腔的微波能量传输机制。
通过优化波导和共振腔的结构和布局，可以实现更均匀的能量传输，从而提高干燥的效率和均匀性。
其次，另一个创新是微波干燥设备的温度控制技术。
传统的微波干燥设备通常采用传感器测量干燥物料的温度，并通过反馈控制来调节微波功率。
但是这种方法存在响应滞后和控制精度不高的问题。
为了解决这个问题，研究人员提出了一种基于模型预测控制的温度控制方法。
该方法通过建立干燥过程的数学模型，并利用模型来预测干燥物料的温度变化，从而实现更准确的温度控制。
此外，还有一项创新是微波干燥设备的智能化监测技术。
传统的微波干燥设备通常只能监测干燥物料的温度和湿度等基本参数。
为了提高设备的监测能力，研究人员引入了先进的传感技术和数据处理算法。
通过安装多种传感器并利用数据处理算法对传感器数据进行分析和处理，可以实现对干燥物料的状态、品质和干燥过程的实时监测和控制。
最后，一个重要的创新是微波干燥设备的节能优化技术。
传统的微波干燥设备存在能量利用率低和能源消耗较大的问题。
为了解决这个问题，研究人员提出了一种基于能量循环利用的节能优化技术。
通过设计和优化微波干燥设备的结构和工艺，可以实现微波能量的循环利用，并最大限度地减少能源消耗。
总之，微波干燥设备的创新是一个持续不断的过程。
通过优化能量传输机制、改进温度控制技术、智能化监测和节能优化等方面的创新，可以进一步提高微波干燥设备的性能和可靠性，促进其在干燥领域的广泛应用。
真空微波干燥机原理
真空微波干燥机原理一、前言真空微波干燥机是一种新型的干燥设备，具有干燥快、能耗低、产品质量好等特点，在食品、医药、化工等领域有着广泛的应用。
本文将介绍真空微波干燥机的原理、特点、优缺点以及应用。
二、原理真空微波干燥机是在真空环境下利用微波能进行加热，使湿物质内部产生热量从而蒸发物质。
其主要工作原理是：将湿物质放入真空室内，将真空室内的压力降至一定的水平，然后通过微波发生器将微波能量传入真空室内，经过湿物质内部的快速旋转和产生摩擦，从而产生热量，使湿物质内部水分快速蒸发，最后在真空环境下将水蒸气通过真空泵排出。
三、特点1.速度快：真空微波干燥机利用微波能加热，其加热速度快，可以显著减少干燥时间。
2.能耗低：在干燥的过程中，因为是在真空环境下进行的，所以能量的损耗很少，节省了能源。
3.产品质量好：干燥过程中，湿物质内部的热量是均匀的，不会对产品造成热点，从而保证了产品的质量。
4.操作简便：真空微波干燥机的操作比较简单，只需要将物质放入真空室中，选择干燥的时间和温度即可。
5.适用范围广：真空微波干燥机适用于食品、医药、化工等行业的产品干燥，如药材、饲料、罐头食品、蔬菜水果等。
四、优缺点优点：1.干燥速度快，能耗低。
2.干燥过程中不会对产品造成热点，保证了产品的质量。
3.操作简便。
4.适用范围广。
缺点：1.设备成本较高。
2.操作需要一定的专业知识。
3.需要一定的维修保养。
五、应用真空微波干燥机的应用范围很广，主要应用于以下几个方面：1.食品行业：罐头食品、水果干、蔬菜干等。
2.医药行业：药材、药品原料等。
3.化工行业：化工原料、塑料原料等。
4.其他行业：纸张、皮革、饲料等。
六、结论真空微波干燥机是一种新型的干燥设备，具有干燥速度快、能耗低、产品质量好等优点，适用于食品、医药、化工等行业的产品干燥，应用范围广，但设备成本较高，操作需要一定的专业知识，需要一定的维修保养。
七、发展前景随着科技的不断进步和应用的广泛推广，真空微波干燥技术在未来的发展前景非常广阔。
微波真空干燥技术
微波真空干燥技术汤大卫波出电磁波1=十涉衍射时反射等列的屯磁波波4特忭微波能虽藉屯磁波来传产吸收和穿达现备由磁控管叫出的1波外激仙胙和波导进装栽6被。
物的波揩彻泌作谐振腔内把1振保从加热物。
作依频屯磁抛涔米引发分子运4叱物料整阼加热山十外部水分的戈发，成4外部介质的夂换外部温度比内部低，从而形成个由内向外的温傻梯 1.水分物料中总是倾向于从人外迁移的过程闪此物料内部的吼4怡热叫的，这。
特性史微波成力极的燥热源。
作食品了业中。
让映吧物职需要迸低温快速下燥微波技七与空技凇的结合就干燥时间微波真空干燥时间的选择十分重耍也受着许多因素的影响Epti据蒸发量要求配应适苎大小的系统装置。
物料本身的干燥难易程度。
即物料分子与水分子或相应溶剂的亲和水平。
他晷含次率的要求。
如般千燥成，含水率可以控制在35如要求低至1或以惮时间需相应地延1.溶昶类。
不同的溶剂所需的千燥间及难易程度各有不同而某些溶剂可能需要配1巧的回收系统物料的尺寸及特性微波具有穿透性。
可以干燥相对较大的物料但所需的千燥时间也因而有所改变。
事实上在微波真空干燥过程中物料内部逐渐形成疏松多孔状，其内部的导热性开始减弱即物料逐渐变成不良的热部温度会高于外部物料体枳愈大外温度禅度就愈大1部的热传不能衡微波所产屯的温差，使度梯度达到能接受的水平因此除非仵特殊迅1否则应预先把物料处理到较的粒状或状以改进千燥的效甲〃当物料必须以较欠的形式出观十需在物料接近减速千燥期时降低微波功牵从而有效减少其外榀差柯心1的反效果是延长了千燥时枨小物料的千燥数据，减速1.燥时1将从05分钟延长至2540分钟作尺多数情况下，这数据是以接受的粉朱状产品在微波干燥打代独持性。
约它们被堆积在起。
不以石成是许多小颗粒而是个尺的整体此时需要特别注意料垲的内外温莘干燥温度产品的千燥温度公根椐每个燥明般来说，4水率较高，1物料的蒸发温度接近rfHft空度下水或相府溶剂的蒸发温度。
标准的作，对应水的蒸发温度约20251当进入减速燥阶段，物料中的游离水巳基本蒸发掉，物料分子与水分女的结0始发生作用物料温度会明显上升，物料愈干燥，温度升的速度就愈快。
微波低温真空干燥设备的技术分析及研究
微波低温真空干燥设备的技术分析及研究发表时间：2017-11-04T09:15:53.850Z 来源：《基层建设》2017年第19期作者：苏许昌[导读] 摘要：随着科技的进步，干燥的方法也发生了多样的变化。
不同的干燥方式对产品的品质会产生很大影响。
河南勃达微波装备股份有限公司河南郑州 450000 摘要：随着科技的进步，干燥的方法也发生了多样的变化。
不同的干燥方式对产品的品质会产生很大影响。
微波低温真空干燥作为一种新型混合干燥技术，尤其适合于热敏物料的干燥。
本文简单介绍了微波低温真空干燥技术的特点，阐明了微波低温真空干燥技术的机理，同时也介绍了核心技术。
关键词：微波干燥；低温真空干燥；工作机理；1 微波低温真空干燥的特点微波低温真空干燥技术作为一种新型混合干燥技术，兼备了微波加热和真空干燥各自的优势。
具体来说，其特性如下1）干燥速度快，干燥时间短。
与普通方法相比，热量不必以热传导的形式从表面向物料内部传递，直接将能量作用于整个物料，在物料内部瞬时转化为热量，大大缩短了加热时间。
有很多物料本身是热的不良导体，用普通干燥方法，加热速度很缓慢。
2）易于控制、便于连续生产及实现自动化。
由于微波功率可以快速调整及无惯性的特点，易于及时控制。
3）产品质量高，微波加热温度均匀，表里一致，干燥产品可以做到水分分布均匀。
一般地，微波与物料中的极性分子作用产生热量，而极性分子的吸波性能主要参考物料介电常数值大小，水的介电常数远大于物料，因此微波干燥脱水具有很大的节能优势。
水分多的地方吸收的微波能会相对比较多，能更迅速地干燥，这样就会起到一个热量分配自动平衡的作用。
一般在微波干燥时，由于表面的对流换热，物料表面温度低于中心，在物料表面很少产生温度过热和结壳的现象，有利于水分的向外蒸发，从而降低了产品不合格率。
在对食品和药品干燥时，由于微波的热力效应和电磁效应，能在较低的温度下即可达到除菌的目的。
一方面微波高频交变电场使细菌受热而出现细胞核浓缩、溶解，细胞缩小、解体，从而达到杀菌的目的。
微波干燥设备研究报告
微波干燥设备研究报告随着科技的进步和人们生活水平的提高，人们对食品的需求也越来越高，食品加工技术也在不断创新和改进。
在食品加工的过程中，干燥技术是不可避免的一部分。
传统的热风干燥技术有着干燥速度慢、能源消耗高等缺点。
为了解决这些问题，微波干燥技术开始逐渐应用于食品干燥领域。
微波干燥是通过微波辐射将食品内部的水分转化为水蒸气，从而实现食品的干燥。
相比于传统的热风干燥技术，微波干燥具有干燥速度快、品质好、损失小等优点。
因此，在食品加工领域得到了广泛的关注和应用。
微波干燥设备的研究和开发是微波干燥技术得到广泛应用的基础。
微波干燥设备主要由微波辐射发生器、传输系统和干燥腔体三个部分组成。
微波辐射发生器产生微波能量，传输系统将微波能量传输到干燥腔体内部，干燥腔体则是微波辐射作用的场所。
目前，市面上的微波干燥设备大多数采用的是脉冲式微波发生器。
脉冲式微波发生器能够在短时间内产生大功率的微波辐射，从而实现快速干燥。
此外，微波传输系统方面，最常用的是波导传输系统和同轴传输系统。
波导传输系统应用广泛，它能够减少微波能量的损失，并且不会引起泄露。
但是，波导传输系统的安装和维护比较麻烦。
而同轴传输系统则相对简单，但在传输过程中会有大量的微波能量损失。
在干燥腔体的设计方面，主要有箱式干燥腔体、往复式干燥腔体和旋转式干燥腔体等几种形式。
箱式干燥腔体结构简单，可以适用于各种食品的干燥。
但是，由于微波能量在腔体内的分布不均匀，容易导致湿度差异比较大。
往复式干燥腔体和旋转式干燥腔体采用的是动态干燥方式，能够增加微波能量的均匀分布，从而提高干燥效果。
总之，微波干燥设备是微波干燥技术得以广泛应用的关键。
微波干燥设备的设计和研发应根据具体的干燥材料和干燥要求来进行优化，使得干燥效率和干燥质量都能达到最佳状态。
中草药微波真空连续干燥机控制系统的设计
序 。实 际运行结果证 实 ， 该系统实现 了中草药微 波真空连续干燥过程 的 自动控制 ， 提高 了中草药微 波真 空连续 干燥 机 的可靠性 和
自动 化 程 度 。
关键词 ： 中草药干燥 ； 控制 系统 ； Ｐ Ｉ Ｃ ； 触摸屏 中图分 类号 ： Ｔ Ｈ ６ ９ ； Ｔ Ｈ ３ ９ ： ￥ ２ ４ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ ５ ５ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ —０ ０ ６ ７— ０ ５
Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎｔ ｉ ｎｕ ｏ ｕ ｓ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｗａ ｖ ｅ — ｖ ａ ｃ ｕ ｕ ｍ
ｄｒ ｉ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ｈ ｅ ｒ ｂａ ｌ ｍｅ ｄ ｉ ｃ ｉ ｎ ｅ
ｘｖ Ｆ ｅ ｎ ｇ，Ｗ ＡＮＧ Ｗｅ ｉ ，Ｗ ＡＮＧ Ｃ ｏ ｎ ｇ，Ｚ ＨＡＮＧ Ｊ ｉ ａ — ｙ ｕ ａ ｎ
摘要 ： 针对 中草药微波真空连续干燥过程复杂 ， 自动化程度要求 高的问题 ， 将Ｐ Ｌ Ｃ 、 触摸屏 等 自动 化及人机 工程技术 引入 到 中草 药
微波真空连续 干燥过 程中 ， 建立 了由 Ｐ Ｌ Ｃ、 ＭＰ ２ ７ ７ （ 触 摸屏 ） 、 物料输 送机构（ 包括进料 、 出料） 、 调频器 、 制冷机组 、 集水 器 、 真 空泵 、 微
第３ ｌ卷第 １期
２ ０ １ ４年 １月
机
电
工
程
Ｖ ｏ １ ． ３ １ Ｎｏ ． １
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ＆ Ｅ ａ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ
微波干燥恒温控制系统的设计
微波干燥恒温控制系统的设计莫愁;陈霖;陈懿;陈欢欢【摘要】为改善微波干燥作物的品质,设计微波干燥恒温控制系统.恒温控制系统由AT89S52单片机、ADS90温度传感器以及其他的电子元件构成,通过对干燥室内部温度和被干燥物质量进行实时动态监控,并自动控制微波干燥过程的温度,从而保证作物干燥后的品质.结果表明,使用该系统干燥的作物样品品质明显优于对照样品.%In order to improve the quality of microwave drying, the microwave drying temperature control system was designed which consists of microcontroller ( AT89S52 ), temperature sensors (AD590) and other electronic components.The system can monitor the real-time temperature of the drying chamber and control the extent permitted automatically, these processes ensure the quality of the dried crop.The results showed that crops using the system are better than those not using.These tests prove that the microwave temperature control system can achieve its function.【期刊名称】《食品与机械》【年(卷),期】2011(027)002【总页数】3页(P77-79)【关键词】自动控制;单片机;微波;干燥【作者】莫愁;陈霖;陈懿;陈欢欢【作者单位】四川农业大学信息与工程技术学院,四川,雅安,625014;四川农业大学信息与工程技术学院,四川,雅安,625014;四川农业大学信息与工程技术学院,四川,雅安,625014;四川农业大学信息与工程技术学院,四川,雅安,625014【正文语种】中文微波一般是频率为300 MHz～300 GHz的具有穿透特性的电磁波。
浅谈微波热风组合干燥设备的设计和应用 李海霞
浅谈微波热风组合干燥设备的设计和应用李海霞摘要：微波热风组合干燥技术是近些年来出现的新型干燥技术，这一技术是将微波干燥与热风干燥两种干燥技术结合起来，实现内外共同干燥，能够有效的缩短物体的干燥时间，并确保干燥物体的质量。
微波热风干燥涉笔设备具有一定的复杂性，要对设备进行合理的设计，确保其应用的科学性。
本文主要对微波热风干燥技术以及微波干燥技术的缺点进行分析，针对微波热风干燥设备的设计与应用进行研究。
关键词：微波热风；干燥；设备；设计1、微波热风组合干燥技术与设备微波干燥是以湿木材作电介质，在交变电磁场的作用下使木材中的水分子高速频繁地转动，水分子之间发生摩擦而生热，使木材从内到外同时加热干燥。
热风干燥是一种使用热风干燥机械进行干燥的方法。
用热风炉加热空气，由风机将热风送入烘箱与待干燥物体接触实现加热干燥。
此方法成本较低，处理量大，易于操作，可实现自动化，但有效成分损失较大，品质较差。
热风微波联合干燥技术是指根据物料的特性，将微波干燥和热风干燥两种方式优势互补，分阶段进行的一种复合干燥技术，其目的是缩短干燥时间、降低能耗、提高产品质量。
其优点如下：1）实现内外同时加热；2）环境温度上升加大系统抽湿能力；3）合理分配两者之间能量比例，可加快干燥速度，提高产品质量，降低干燥成本；4）充分发挥各自的工艺优势，如热风的处理量大，干燥成本低，微波场中热、质传递快；5）干燥兼有杀菌、杀虫功效，保证了产品的安全卫生；6）实时监控，便于实现连续生产及自动化控制。
目前，在我国各地从事常压微波设备生产制造的大小厂家很多，只有少数几家能生产工业用的间歇式微波真空干燥实验装置，还没有厂家开发用于工业化生产的连续式微波真空干燥设备。
真空微波-热风组合干燥技术及装备，汇聚了多项关键技术，具有良好的延伸性能，适于不同水果、蔬菜、珍贵药材等农产品的干燥加工，目前该技术已具有中试平台功能，设备的配套性能较高，成套生产线的性能价格比具有较强的市场竞争力，为设备成果的进一步转化和产业化打下了坚实的基础。
微波真空冷冻干燥中试设备的设计
程必须 由独 立 的冷冻 设备来 完 成 。微 波 冻 干中试 设备
的 系统配 置如 图 ｌ 示 。 所
图 １ 微 波 冻 干 设 备 系统 配置 示 意 图
２ 各 系统 功 率 配 置
根据 常规冷 冻干 燥果 蔬 的实 际生产 情 况 ，一般 鲜
面 ．输人 到干燥 仓 的微波 电磁 能也 不 能完 全被 物料 吸 收 ．物料 对微 波能 的 吸收效 率 通常 为 ５ ％～ ０ ￣ ０ ８ ％ｔ 。所
率 等 参数 ．以便 于研 究微 波冻 干过 程 中 的低压 放 电特
性 、干燥工 艺参 数 。
３ １干 燥过 程 中可 实现 物 料温 度 的 多点 实 时监 测 、
冷冻 干燥 现 有 的 技术 问 题 和工 艺放 大 试 验研 究 需 求 。
设 计 了一种 微波 真空 冷冻 干燥 中试设 备 ．可 为规模 化
—
冰最大 升华 速率 ，ｋ ／； ｇｌ ｝
水蒸 气 凝华 的相变 潜热 ，Ｉ ２ ５ ｋ／ｇ ， ８０ Ｊ ； ＝ ｋ
干燥 过程 中 ．假定 冰升华 所 需补 充 的热量 均 由微
波 加 热 提 供 ．则 冰 升华 相 变潜 热 与 微 波 供 热 存 在 平
衡 。微波 发 生器是 产生微 波 能 的装置 ，是 微 波加 热 系 统 的核 心 部 件 ，通 常 由微 波 电 源 、磁 控 管 两 部 分 构 成 。微波 电源 的作 用是 把 常用 的交流 电 能变成 直 流 电 能 。磁 控管 的作用 是将 直流 电能 转变 成微 波 能 微 波 发 生器 不能 将所 有的 电能转 化成 微 波能 ．有 一部 分 能
闭 ，功 率 连 续 可 调 （～ ０ ％） ０ １０ ，冻 干 过 程 中 可 对微 波 系 统进 行 精 细化 调 节 。本 设 备 在 测 控 方 面 ，具 备 光 纤 实 时 测 温 、实
一种微波干燥控制系统的设计
计算机测量与控制．２０２０．２８（１２） 犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾 ·２５３ ·收稿日期：２０２００９１５； 修回日期：２０２０１１１４。
基金项目：浙江省自然科学基金项目（Ｙ１７Ｆ０３００５９）；江苏省食品先进制造装备技术重点实验室开放课题（ＦＭ－２０１６０３）。
作者简介：倪乘阳（１９９９），男，江苏苏州人，大学本科生，主要从事复杂工业过程建模、控制及优化方向的研究。
李臻锋（１９６８），男，加拿大人，博士，教授，博导，主要从事检测与控制技术，食品加工装备与控制方向的研究。
通讯作者：徐欧官（１９７８），男，浙江临海人，博士，教授，主要从事复杂工业过程建模、控制及优化方向的研究。
文章编号：１６７１４５９８（２０２０）１２０２５３０５ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２０．１２．０５２ 中图分类号：ＴＰ２７４文献标识码：Ａ一种微波干燥控制系统的设计倪乘阳１，徐欧官１，李臻锋２（１．浙江工业大学之江学院，浙江绍兴 ３１２０３０；２．江南大学机械工程学院江苏省食品先进制造装备重点实验室，江苏无锡 ２１４１２２）摘要：设计了一种适用于果蔬等农产品微波干燥的反馈控制系统；论述了系统的实现原理及其功能模块，探讨了系统的硬件和软件的设计思路和实现方法；硬件部分包括微波干燥单元、温度检测与控制单元、重量检测单元和上位机控制单元等；软件部分主要为ＬａｂＶＩＥＷ控制程序；完成系统的搭建以后，应用纯净水加热实验对改造后的家用微波炉的输出功率进行标定，基于实验数据建立了微波功率与控制电压间的数学模型；以生姜为样本开展恒温干燥实验，发现温度反馈控制调整时间不超过１ｓ，温度控制精度为２℃；实验结果表明微波干燥系统可实时记录温度、重量等数据，能实现微波功率的连续、无级调节。
关键词：微波干燥；控制系统；微波功率；反馈控制犇犲狊犻犵狀狅犳犪犕犻犮狉狅狑犪狏犲犇狉狔犻狀犵犆狅狀狋狉狅犾犛狔狊狋犲犿ＮｉＣｈｅｎｇｙａｎｇ１，ＸｕＯｕｇｕａｎ１，ＬｉＺｈｅｎｆｅｎｇ２（１．ＺｈｉｊｉａｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｏｘｉｎｇ ３１２０３０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＦｏｏｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｘｉ ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｍｉｃｒｏｗａｖｅｄｒｙｉｎｇｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｄｒｙｉｎｇｆｏｒｆｒｕｉｔｓａｎｄｖｅｇｅ ｔａｂｌｅｓａｎｄｏｔｈｅｒａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｔｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｅａｃｈｆｕｎｃｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｄｅａｓａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅｄｒｙｉｎｇｕｎｉｔ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ，ｗｅｉｇｈｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｕｎｉｔａｎｄｕｐｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ．ＴｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓＬａｂＶＩＥＷｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｇｒａｍ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｓｅｔｕｐ，ｔｈｅｐｏｗｅｒｏｆａｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｈｏｍｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｏｖｅｎｗａｓｃａｌｉ ｂｒａｔｅｄｂｙａｗａｔｅｒｈｅａｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｂｅｔｗｅｅｎｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｏｗｅｒａｎｄｖｏｌｔａｇｅｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄａｔａ．Ｃｏｎｓｔａｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｙｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｗｉｔｈｇｉｎｇｅｒａｓｓａｍｐｌｅ．Ｔｈｅｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｔｉｍｅｗａｓｕｎｄｅｒ１ｓｅｃｏｎｄａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｐｒｅｃｉｓｉｏｎｗａｓｕｐｔｏ２℃ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｅｘｐｅｒｉ ｍｅｎｔ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｕｌｄｒｅｃｏｒｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｗｅｉｇｈｔａｎｄｏｔｈｅｒｄａｔａｉｎｒｅａｌｔｉｍｅ．Ｉｔｗａｓａｌｓｏｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｏｗｅｒｃａｎｂｅａｄｊｕｓｔｅｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙａｎｄｓｔｅｐｌｅｓｓｌｙｂａｓｅｄｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｍｉｃｒｏｗａｖｅｄｒｙｉｎｇ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ；ｍｉｃｒｏｗａｖｅｐｏｗｅｒ；ｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌ０ 引言干燥等加工方式不但延长农产品的货架期，而且还大大缩小了它的重量和体积，使其包装和运输成本降低，增加它的附加值。
微波真空干燥机原理
微波真空干燥机原理
微波真空干燥机是一种新型的干燥设备，其工作原理是通过微波辐射和真空环境下的蒸发，将物料内部的水分快速和均匀地蒸发掉。
首先，将待干燥的物料放置在干燥室内的托盘上。
然后，将干燥室内的压力降低为较低的真空状态，以便提高水分的蒸发速率。
接下来，通过微波发生器产生的微波辐射，将微波能量传输到物料中。
物料中的水分吸收微波能量后，开始快速转化为蒸汽。
由于干燥室内的真空环境，蒸汽能够以较快的速率从物料中扩散出来。
在干燥过程中，微波能量的传输是非常高效且均匀的。
这是因为微波能量能够直接穿透物料，并与物料内部的水分分子进行相互作用，从而转化为热能，使水分快速蒸发。
同时，微波能量的传播速度快，让物料内的水分能够均匀地受热，避免了传统干燥中可能出现的过度加热和不均匀干燥的问题。
当物料内的水分蒸发完毕后，干燥过程结束。
此时，可以停止微波发生器的工作，恢复到常压状态，并将干燥室内的湿度排出。
最后，取出干燥好的物料，即可完成整个干燥过程。
微波真空干燥机具有干燥速度快、能耗低、产品质量好等优点。
它在食品加工、化工、药品等领域有着广泛的应用前景。
微波热风组合干燥设备的设计和应用
热而使物 料温度 不均匀 ， 优 先吸 收微 波 能的物料 先于
在干燥过 程中 ，物料表面蒸发 的水分如 果没有 空
其他物 料干燥 ， 甚至 出现 部分物 料 已过温 而其他 物 料 气流将其 带走，就会聚集在物料表面 形成一 层水蒸气
未干燥 的情况 。 微波 加热与物 料分布 、 形状有 关 ， 一般 薄膜层 ， 称为蒸发界面 。随着水汽持续 蒸发， 薄膜层逐
１ ２ 中国制药装备・ ２ ０ １ ４年 ８ 月・ 第８ 辑
开发实践， 积累了一定的经验 。
Ｚ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｂ ｅ ｉ ｙ ｉ ｎ ｇ ｙ ｏ ｎ ｇ Ｙ ｕ Ｙ ａ ｎ ◆ 装 备 应 用 与 研 究 ＿
２ ． １ 第 一 代 微 波 与 热 风 组 合 干 燥 设 备
摘
要： 分 析 了 目前 微波 设备应 用于 药材 等物 料干 燥过 程 中所存 的 问题 ， 提 出 了微波 与 热风 组合 干燥 的理 念 ， 通 过
优化微 波与 风温热 能 的配 比， 设计 出 了微 波与 热风组 合干燥 设备 ， 经 实践 证 明， 其具 有快 速干燥 、 节 能等优 点 。 关键 词 ： 微波 干燥设 备 ； 热风 ； 组 合干燥
三代机型 （ 图３ ） ， 简称第三代 为ＭＤ Ｃ — Ｒ。
第 一 代机 型 （ ２ ０ ０ ３ 年） 采 用微 波 与 平流 热 风 相 结 合， 如 图１ 所示 。 该机型平流热风 的风 道设计 比较简单， 机械结构也 比较简单 。 经过实 践发现 ， 平流热 风效果并
不 理 想 。干 燥 能 耗 的８ ０ ％以上 来 自于 微 波 ， 未 取 得预 期 大 幅 度 降低 电耗 的效 果 。
设备 的基本结构是 以金属谐振腔作 为加 热腔，将物料 这样 的电耗对于 附加 值稍低的产 品难 以承受 。国际 上 置于传送 带上 ， 以微波作为单一 能源对物 料进 行加热 、
微波真空干燥设备工艺
微波真空干燥设备工艺
微波真空干燥设备工艺是一种新型的干燥技术，它能够在较短时间内将物料中的水分蒸发掉，同时保持物料的原有形态和营养成分。
该工艺的核心是微波辐射和真空干燥技术的结合。
在微波真空干燥设备中，物料首先被放置在真空室内，然后通过微波辐射的方式进行加热和干燥。
微波辐射可以直接将物料内部的水分加热，从而使水分蒸发出去。
同时，真空环境可以降低物料表面的气压，促进水分的挥发和蒸发。
与传统干燥技术相比，微波真空干燥设备具有许多优点。
它可以在较短时间内完成干燥过程，提高生产效率。
由于微波辐射的加热方式，可以保持物料的原有形态和营养成分，避免了传统干燥技术中高温对物料造成的破坏。
由于真空环境的存在，可以避免干燥过程中的氧化反应，保证物料的品质和口感。
微波真空干燥设备工艺是一种高效、节能、环保、保持物料品质的新型干燥技术。
它在食品、化工、医药等领域有着广泛的应用前景。
微波干燥均匀性研究进展
微波干燥均匀性研究进展
王顺民;胡志超;韩永斌;顾振新
【期刊名称】《食品科学》
【年(卷),期】2014(035)017
【摘要】微波干燥技术及其设备已在轻化工业、食品与农产品加工业等行业得到广泛应用.然而微波加热不均匀性己成为微波干燥技术在生产实际应用过程中的瓶颈.本文就目前国内外关于微波干燥均匀性的研究现状进行较全面的分析和归纳,并对这一问题进行展望.
【总页数】4页(P297-300)
【作者】王顺民;胡志超;韩永斌;顾振新
【作者单位】安徽工程大学生物与化学工程学院,安徽芜湖 241000;南京农业大学食品科技学院,江苏南京 210095;农业部南京农业机械化研究所,江苏南京 210014;南京农业大学食品科技学院,江苏南京 210095;南京农业大学食品科技学院,江苏南京 210095
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.5
【相关文献】
1.胡萝卜片微波干燥均匀性研究 [J], 俞建峰;赵江;陈海英;夏晓露;崔政伟
2.农产品微波干燥均匀性研究 [J], 刘威;任广跃;段续;董铁有;
3.基于加热均匀性的微波干燥研究进展 [J], 王瑞芳;李占勇
4.气流改善泡沫树莓果浆微波干燥均匀性提高能量利用率 [J], 郑先哲; 秦庆雨; 王磊; 朱勇; 沈柳杨; 付晗宇
5.改善隧道式微波干燥设备均匀性的研究 [J], 杨微
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空干燥室的结构及尺寸和微波的谐振
有密切关系 ,即与微波分布的均匀性相
关. 矩形谐振腔具有多谐性 [ 5 ] ,而多模
谐振能够提高微波真空干燥室中的微
波分布均匀性. 因此 ,本研究中微波真
空干燥室采用矩形腔. 矩形谐振腔结构 示意图如图 2所示.
假设矩形谐振腔边长分别为 a、b、
图 2 矩形谐振腔结构示意图 Fig. 2 Schematic diagram of rectangular resonant cavity
司提供.
1. 3 微波真空干燥机的结构及原理
如图 1所示 ,微波真空干燥室的上外壁面和下外壁
面分别装有微波馈入口. 真空泵通过与微波真空干燥室
相连的真空管抽真空. 载有物料的载料盘在回转装置的
带动下作回转运动. 载料盘因自身重力作用 ,在公转过
程中始终保持水平 ,避免了载料盘翻转致使物料散落.
物料在真空条件下实现较低温度的微波干燥. 1. 4 测定方法
本研究着眼于微波真空干燥机的干燥系统 ,以及微波馈入口布局和载料方式与干燥均匀性的关系 ,为 微波真空干燥机在农产品物料均匀干燥方面的应用提供依据.
1 材料与方法
1. 1 试验材料 原料 :胡萝卜为市售 ,平均含水率为 85. 8% ;清洗 、去皮后切成 10 mm ×10 mm ×10 mm 小块备用.
·86·
福建农林大学学报 (自然科学版 )
第 40卷
1. 2 仪器设备
微波真空干燥机自制 ,极限真空度为 0. 08 M Pa,工作频率为 ( 2450 ±50) MHz. DHG29070A 型电热恒
温鼓风干燥器由上海精宏实验设备有限公司提供. BS2
124S型电子分析天平由北京赛多利斯仪器系统有限公
收稿日期 : 2010 - 04 - 23 修回日期 : 2010 - 11 - 20 基金项目 :国家“十一五 ”科技支撑资助项目 (2007BAD07B05). 作者简介 :安凤平 (1965 - ) ,女 ,副教授. 研究方向 :食品科学与工程研究. Email: p ingfengan@163. com.
载量为 4 kg、微波功率为 4 kW、真空度为 0. 08 M Pa时 ,采用筛底载料盘所需的干燥时间比采用实底载料盘缩短约 10 m in;
料层厚度每增加 2 cm ,干燥时间增加约 10 m in.
关键词 : 微波 ; 真空 ; 干燥 ; 均匀性 ; 干燥特性
中图分类号 : TQ082. 677
式所对应的谐振频率大于或小于中心工作频率附近的频率范围的模式均不能生成. 据此 ,模式数目可用下
式表示 :
f0
-
△f≤f0
=
C 2
m
2
+
a
n
2
+
b
p l
2
≤f0 + △f
(4)
式中 , △f表示中心工作频率附近的频宽. 由于本研究中的载料装置为回转式 , 因此矩形谐振腔的宽
度和高度应相等. 初步选取 a = b = 90 cm , l = 100 cm , f0 = 2450 MHz, △f = 50 MHz,将这些已知条件代入式 (4) ,经计算得式 (5).
表 1 矩形谐振腔尺寸与谐振频率模式数目的关系 Table 1 Relation between rectangular resonant cavity size
and the number of resonant frequency mode
a / cm
b / cm
谐振频率模式数目 l = 90 cm l = 95 cm l = 100 cm
文献标识码 : A
文章编号 : 167125470 (2011) 0120085206
D esign of dry ing system of m icrowave vacuum dryer and the im provem en t of dry ing un iform ity
AN Feng2p ing, HUANG J ian2li, SONG Hong2bo, ZHENG B ao2dong
福建农林大学学报 (自然科学版 ) Journal of Fujian Agriculture and Forestry University (Natural Science Edition)
第 40卷 第 1期 2011年 1月
微波真空干燥机干燥系统的设计及干燥均匀性的改善
安凤平 , 黄建立 , 宋洪波 , 郑宝东 (福建农林大学食品科学学院 ,福建 福州 350002)
湿基含水率 :
1. 微波真空干燥室 ; 2. 微波馈入口 ; 3. 真空管 ; 4. 回转装置 ; 5. 载料盘. 图 1 微波真空干燥机工作原理示意图
Fig. 1 Schematic illustration of m icrowave vacuum dryer
Xw = (Mw /M ) ×100%
摘要 : 结果表明 :增加谐振腔长度可增加等宽高矩形谐振腔的谐振频率模式数目 ,提高微波场均匀性 ; 90 cm ×90 cm ×100
cm 矩形谐振腔具有 242个谐振频率模式 ;在干燥室上 、下壁面对角交叉 、均匀布置微波馈口可保证回转干燥的均匀性 ;采
用筛底载料盘或降料层厚度 ,均可缩短物料颗粒蒸发水分的迁移路径 ,提高干燥速度 ,缩短干燥时间. 以胡萝卜为例 ,在装
86%和 5% ,比热容为 3. 88 kJ ·kg- 1 ·K- 1 ,物料干燥前的温度为 25 ℃,干燥后的温度为 75 ℃,水的汽化
潜热为 2418. 4 kJ ·kg- 1 ,干燥时间为 3600 s. 经计算可得所需的热量 Q 为 8857. 88 kJ.
(6)
式中 : Q 表示干燥物料所需的热量 ( kJ ) ; m0 表示加载物料的质量 ( kg) ; Xw1表示物料干燥前的初始含
水率 ( % ) ; Xw2表示物料干燥后的终含水率 ( % ) ; T1 表示干燥前的物料温度 ( K) ; T2 表示干燥后的物料温
度 ( K) ; c1 表示干物料的比热容 ( kJ·kg- 1 ·K- 1 ) ; Hr 表示水的汽化潜热 ( kJ ·kg- 1 ).
(1)
式中 : Xw 表示湿基含水率 ; Mw 、M 分别表示物料中的水分质量和物料质量.
干基含水率 :
X = Mw
(2)
M - Mw
式中 : X 表示干基含水率 ;M s 表示物料的干物质质量. 干物质质量测定采用 105 ℃恒重法.
1. 5 微波真空干燥系统的设计
1. 5. 1 干燥室的型式及尺寸 微波真
微波功率 P的计算见下式 [ 5 ].
P
=
Q
ηt 1η2
(7)
式中 : P表示微波功率 ( kW ) ; t表示干燥时间 ( s) ;η1 表示微波加热效率 ( % ) ;η2 表示微波转换效率
(% ).
按每小时干燥 4 kg农产品的生产能力 ,确定微波功率. 以胡萝卜为例 ,初始含水率和终含水率分别为
微波真空干燥具有干燥速度快 、时间短 、物料温度低 、色香味及营养成分保留好等优点 ,而且参数容易 控制 ,能干燥多种不同类型的物料 [ 1 - 2 ] ,耗能是普通干燥设备的 1 /3 - 1 / 4[ 3 ] ,在食品 、药品 、化工 、生物制 品等方面的应用越来越广泛 [4 ]. 微波加热的均匀性影响到各部分物料的干燥速度以及干燥后成品质量的 均一性. 微波对单个物料加热为均匀加热 ,这是因为微波辐射进入物料内部 ,使物料内的水等极性分子按 微波频率进行同步旋转和摆动而产生磨擦热 ,使物料内部和表面同时升温 ,使水分从物料中蒸发出来 [1 ]. 而就整个加热腔而言 ,微波以多个模式在腔内形成谐振 ,微波形成的模式越多 ,加热越均匀 ,但形成模式的 数目受腔体尺寸 、形状 、耦合口位置及数量 、物料的数量等诸多因素影响 [3 ]. 目前微波真空干燥均匀性差 的问题仍未得到有效解决 ,采用传统的实底载料盘的干燥时间较长.
1. 5. 2 微波功率的计算 根据该微波真空干燥机生产能力 ,计算干燥所需的热量. 物料所需的热量主要
包括物料温度的升 0 [ 4. 18Xw1 ( T2 - T1 ) + c1 ( 1 - Xw1 ) ( T2 - T1 ) + Hr ( Xw1 - Xw2 ) ]
80
80
180
190
208
85
85
189
217
221
90
90
198
223
242
只有当其尺寸大于 85 cm 时 ,增加长度方可有效增加谐振频率模式数目 ,因此确定谐振腔宽度及高度均为
90 cm. 考虑到腔体内载料装置结构及安装的实际需要 ,腔体长度应适当大于宽度和高度 ,因此确定长度为
100 cm. 此矩形腔内的微波谐振频率共有 242个模式.
210≤m 2 + n2 + 0. 81p2 ≤221
(5)
第 1期
安凤平等 :微波真空干燥机干燥系统的设计及干燥均匀性的改善
·87·
求解式 ( 5)可得 m、n的最大值为 14, p的最大 值为 16.
采用 C语言编程并求解 ,可得不同边长的谐振 频率模式数目 (表 1).
由表 1可以看出 ,当矩形谐振腔的长度一定时 , 增加腔体的宽度和高度 ,谐振频率模式数目增加的 个数相对较少 ;当腔体的宽度和高度相等且一定时 ,
l,依据多模谐振微波理论 ,该矩形谐振腔谐振频率 f0 见下式 [ 4 ] .
f0
=
C 2
m2
n2
p2
+
+
a
b
l
(3)
式中 : f0 表示谐振频率 ; c表示光速 ; a、b、l分别为矩形谐振腔的宽度 、高度和长度 ; m、n、p分别为 z、y、 x轴上半驻波的个数.