,下面探討幾個重要因素對微波真空干燥效果的影響:
1、產(chǎn)品的種類和大小:產(chǎn)品種類和狀態(tài)千差萬別
,微波真空干燥工藝并非固定不變
。事實上,在
微波真空干燥過程中,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程的進(jìn)行,內(nèi)部溫度會高于外部
,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
,一般應(yīng)預(yù)先把物料處理到較小的粒狀或片狀以改進(jìn)干燥的效果
。粉末狀產(chǎn)品在微波干燥時具有其獨(dú)特性。當(dāng)它們被堆積在一起時不應(yīng)看成是許多小顆粒
,而是一個整體,需要特別注意料層的內(nèi)外溫差
。一般當(dāng)物料以較大的形式出現(xiàn)時
,需在物料接近減速干燥期時,降低微波功率
,從而有效減少其內(nèi)外溫差
,但反效果是延長了干燥時間。
2 、設(shè)備真空度:壓力越低
,水的沸點(diǎn)溫度越低,物料中水分?jǐn)U散速度加快
。微波真空諧振腔內(nèi)真空度的大小主要受限于擊穿電場強(qiáng)度
,因為在真空狀態(tài)下
,氣體分子易被電場電離
,而且空氣、水汽的擊穿場強(qiáng)隨壓力而降低
;電磁波頻率越低
,氣體擊穿場強(qiáng)越小
。氣體擊穿現(xiàn)象最容易發(fā)生在微波饋能耦合口以及腔體內(nèi)場強(qiáng)集中的地方
。擊穿放電的發(fā)生不僅會消耗微波能
,而且會損壞部件并產(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)生在食品表面
,則會使食品焦糊
,一般20kV/m的場強(qiáng)就可擊穿食品(介電常數(shù)不同)
。所以正確選擇真空度大小非常重要,真空度并非越高越好
,過高的真空度不僅能耗增大
,而且擊穿放電的可能性增大。
3、設(shè)備功率:微波有對物質(zhì)選擇性加熱的特性。水是分子極性非常強(qiáng)的物質(zhì)
,較易受到微波作用而發(fā)熱
,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
,輸入的微波功率可圖1 微波功率對干燥效果的影響高些
,可采用連續(xù)微波加熱,這時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,可采用脈沖間隙式微波加熱
。
4、設(shè)備工作時間:微波真空干燥時間的選擇十分重要,也受到許多因素的影響。以菠蘿漿為原料,研究了真空微波干燥菠蘿粉過程中微波時間對干燥效果的影響。在98.2~99.2kPa的真空度下 ,在干燥初期物料的濕基含水率變化很小,這是由于物料內(nèi)部的水分子還沒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)部的極性分子震動加劇
,更多的能量轉(zhuǎn)化為熱量,促進(jìn)水分子的運(yùn)動
,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
,干燥時間還受到對成品含水率的要求的影響。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,干燥時間需相應(yīng)地延長
。
關(guān)鍵詞:影響微波真空干燥的四大因素