微波干燥浆果过程中料层电场分布影响能量利用分析
2021-05-09沈柳杨刘成海郑先哲
农业工程学报 2021年4期
王 磊,沈柳杨,刘成海,刘 钗,郑先哲
(东北农业大学工程学院,哈尔滨150030)
0 引 言
浆果富含花青素、维生素等多种生物活性成分,具有高的营养价值和保健功效[1-2]。但采后新鲜浆果含水率高、保鲜期短,干燥是其收获后的主要处理方式之一,将其含水率降至15%以下,既能避免微生物引起霉变[3],又可干制加工出果干、脆片等风味食品[4-5]。微波干燥具有加热效率高、过程易控等优点,广泛应用于食品、农产品的干燥加工[6-7]。对于黏度高(持水性强)、富含热敏性成分的浆果果浆,采用微波泡沫方法进行干燥,可提高干燥速率和保护活性成分[8]。此外,引入微波通风组合干燥工艺,具有改善浆果微波干燥均匀性等优点。然而,在连续式微波干燥时,微波腔内的能量传递和干燥过程复杂多变,导致能量利用率低、物料干燥均匀性差等问题,制约了微波加热技术的工业化推广和应用[9-10]。
对于多馈口输入的连续式微波干燥机,微波腔内空载时,电场分布可视为单馈口输入的微波按Maxwell方程传播规律的叠加;而在有载时,因物料吸收、反射微波能改变其传递途径和强度,且物料介电特性和热特性等指标随着干燥过程而变化,这些情况使微波腔内电场分布变化复杂。微波干燥机波导口平行的馈口间存在损耗和反射,降低微波能利用率[11]。微波干燥机内多磁控管的开启方式影响物料加热温度,决定加热效率[12-13]。磁控管激发产生的微波在干燥腔内传播和反射,只有部分微波能量被物料耗散转化成内能,引起物料温度升高、水分蒸发[14]。……
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