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微波干燥在低含水量物料领域的研究

时间 : 2016-06-18 11:56:36点击数 : -

从微波干燥动力学性能上说,物料内部水分蒸发的驱动力方向由物料指向外,即其内部水蒸气压力大于物料外层。这种动力性能尤适合于低含水率物料的干燥。

常规的热介质加热干燥低含水率物料的干燥时间特别缓慢,其根本原因是受制于常规热介质加热的传热机理。使它无法克服传热力度与热量,质量迁移方向间的矛盾。即欲提高传热力度又解决不了物料表面过度的热量堆积对物料品质的影响;

也即欲加快向物料内部传热的速率,但又解决不了质量(水蒸气)与其逆向矛盾等等的因素制约,只能以更换加热方式,择取新的加热机理的方法,才有可能提高在低含水率物料的干燥效率。

下图显示的干燥曲线表明,若用常规加热法欲使小方块形的土豆丁最终脱去3%左右的水分是相当困难的。黄线表示为71℃的热空气干燥曲线,蓝线表示为微波加热干燥曲线。显然,采用微波尤其适合一般干燥脱水的后期干燥处理时采用。

微波干燥在低含水量物料领域的研究

微波干燥的独特优势:

1) 物料干燥过程中的干燥层首先在物料内层形成,然后由里层向外扩展。其原因为微波能透入物料内部被吸取,其能量瞬时转为热能使物料整体升温(包括里层物料及其所含有的水分温度)。此时,里层水蒸气压力骤升驱动水蒸气向物料表层排出。物料里层首先出现干燥层,并逐渐向外扩展。

2) 在低含水量(小于5%)物料干燥过程中,微波干燥效率远高于常规干燥法。

3) 微波干燥节能 判别两种加热设备是否节能,需比较它们在达到同样加工要求时设备所需总能量的大小。

物料受热过程中总能耗为如下分配:

总耗能 P≈P1+P2+P3

式中:P1--物料升温所需能量

P2--散失在物料周围环境的能量,其中包括加热设备部件升温所需的能量

P3--物料中水分蒸发成水气所需的能量。

P1和P3为物料干燥脱水所必需的能耗量,称为有效耗能。

加热效率=(P1+P3)/ P

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