真空干燥时物料的脱水是依靠热传导将外来热量传递给被干燥物料的,而在低气压环境下,用对流方式进行热传递速度较慢,妨碍了真空干燥优点的发挥。微波干燥是利用介电加热原理,依靠高频电磁振荡来引发分子运动,使被加热物发热,加热方式有别于传统的对流、传导与辐射,系微波直接对物体进行加热,传热这一限制因素被打破。
微波真空干燥把微波干燥和真空干燥
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真空干燥时物料的脱水是依靠热传导将外来热量传递给被干燥物料的,而在低气压环境下,用对流方式进行热传递速度较慢,妨碍了真空干燥优点的发挥。微波干燥是利用介电加热原理,依靠高频电磁振荡来引发分子运动,使被加热物发热,加热方式有别于传统的对流、传导与辐射,系微波直接对物体进行加热,传热这一限制因素被打破。
微波真空干燥把微波干燥和真空干燥两项技术结合起来,充分发挥各自优势,在一定的真空度下水分扩散速率加快,可以在低温条件下对物料进行干燥,较好地保持了物料的营养成分。微波可为真空干燥提供热源,克服了真空状态下常规热传导速率慢的缺点,因而大大缩短了干燥时间,提高了生产效率。
微波真空干燥时间的选择十分重要,也受到许多因素的影响。以菠萝浆为原料,研究了真空微波干燥菠萝粉过程中微波时间对干燥效果的影响,得到如图2所示的结果。在98.2~99.2kPa的真空度下,在干燥初期物料的湿基含水率变化很小,这是由于物料内部的水分子还没有充分吸收大量的微波能,热源不充足造成的;随着干燥的继续进行,物料内部的极性分子震动加剧,更多的能量转化为热量,促进水分子的运动,物料的水分含量变化很大。
在微波真空干燥后期,物料内部逐渐形成疏松多孔状,其内部的导热性开始减弱,水分含量也趋于稳定。此外,干燥时间还受到对成品含水率的要求的影响。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,干燥时间需相应地延长。
微波干燥杀菌原理
微波加热原理
微波是指频率范围为0.3~300GHz,波长范围为0.001~1m,具有穿透能力的电磁波。被加热介质物料中的水分子是极性分子,它在变化的高频电磁场作用下,其极性取向将随着外电场的变化而变化,造成水分子的运动和相互摩擦效应,产生显著的热效应,从而使物料内部和表面温度同时迅速升高,产生热化等一系列物化过程,从而达到微波加热干燥的目的,因此微波可以在极短的时间内提高物料温度或在相同的温度下加快反应速率。
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