基于单位质量微波功率的圆片状物料干燥特性研究.pdfVIP

基于单位质量微波功率的圆片状物料干燥辅牲研究 口王中明 口陈君若 口万欣欣 口易榕 昆明理工大学机电工程学院昆明650093 摘要：分析了单位质量微波功率对圃片状胡萝卜干燥特性的影响、物料变形以及微波能耗问题。结果表明：当物料 温度升高到100。C，干基湿含量降到4．5，采用0．3 W／g的干燥功率与采用0．2W／g的干燥功率相比，干燥效率提高125％； 提高微波功率能节约能量，但干燥功率越大，物料变形也越大。 关键词：圆片状物料单位质量微波功率干燥特性 中图分类号：0426．5 文献标识码：A 微波干燥是利用物料与电磁能的耦合产生热量． VI+Qr (2) 印誓=V(K 在物料内部形成正的压力梯度，成为传质传热推动力。 式中：X为物料平均干基湿含量；D为有效扩散率，m2／s； 这种推动力驱使物料温度升高，以及水分以气态形式 很快流向物料表面cl剖。近年来。国内外学者对片状物 料在微波干燥过程中的温度梯度和水分迁移研究很 为有效热导率，W／(m·K)；Q，为单位体积内的汽化潜 热量；V为拉普拉斯算子；t为时间，s；T为物料平均温 多。Zheng-WeiCui[3等研究得出，片状物料的湿含量以 及微波输出功率对干燥速率影响很大。ECM r41 度，K。 Sang 片状胡萝卜有效扩散率D与温度和湿含量的关 等通过圆柱形数学模型，得出物料在干燥过程中存在 收缩．温度和湿含量的变化是非线性的而且对流现象 系为[1】： 明显的结论。冉旭【51等通过试验和计算机模拟比较得 D=Doexp(-Xo／X)exp(-To／乃 式中：Do为阿伦尼乌斯因数；To为初始温度；Xo为初始 出，在2-6nlln厚度范围内，干燥速率不受切片厚度影 干基湿含量。 响。但随微波功率／装载量增加而增加。产品温度随切 采用轴对称坐标。考虑到物料轴向尺寸小。水分蒸 片厚度和微波功率增加而增加。熊永森[o】等通过实验 发以及温度变化很小．可忽略物料在轴向方向的收缩 的方法。来说明微波功率对物料失水性的影响。功率增 变化。根据方程(1)和(2)，建立的质热方程为： 加一倍，干制安全含水量所需时间减少60％～70％。但 上述研究对物料在干燥过程中的变形及其影响因素的 警=}軎(rD等) (3) 研究涉及很少。且微波干燥特性尚不十分清楚。 本文以圆形片状胡萝卜为例，研究在不同质量功 cP (4) p等=}軎∞等)船 率比下。物料的温度、湿含量以及变形情况，为更好地 胡萝卜圆片状的单元模型见图1。 掌握片状物料微波干燥特性以及控制参数提供依据。 1．1 微波单位体积内产生的汽化潜热量 1 质热方程的建立 微波干燥利用的是介电损耗原理。把电介质置于 在微波干燥过程中．片状物料吸收的微波能量主