食品微波干燥技術及裝備內(nèi)容簡介

微波干燥技術從理論上來說，其可以解決一切干燥要求，它的出現(xiàn)解決了許多干燥難題，如小水分干燥，粘稠物料干燥，胚體、制件干燥，濾餅干燥，均勻干燥，深度干燥，快速干燥，節(jié)能干燥等一系列高要求干燥。因為微波具有穿透物料能力，所以微波干燥技術區(qū)別于熱傳導干燥是整體干燥方式，其干燥速度極快，產(chǎn)品品質好，實現(xiàn)連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)，設備占地面積小，高效環(huán)保節(jié)能的特點，正不斷替代傳統(tǒng)干燥技術。

微波干燥設備的特點

1、均勻徹底:含水量高的部分，吸收的微波多，產(chǎn)生的熱量大，反之，則越少;同時產(chǎn)品是內(nèi)外整體加熱，沒有熱慣性，沒有熱能的傳遞損耗，干燥速度快。微波直接穿透產(chǎn)品，激化水分子，產(chǎn)生熱量，內(nèi)部溫度還略高于外部溫度，能盡量避免溫度梯度而產(chǎn)生"外殼"而水分蒸發(fā)慢缺點。

2、控制簡單:由于微波功率可快速調整及無慣性的特點，結合PLC自動控制系統(tǒng)及時控制，便于工藝參數(shù)的調整和確定。

3、提高品質:在低溫無氧的環(huán)境中干燥，更能保證產(chǎn)品的品質。

4、保持原色:由于微波干燥時間短，解決了傳統(tǒng)干燥時間長、濕度大易導致產(chǎn)品變顏色，特別對貴重藥材、中藥提取物、海鮮產(chǎn)品等，是一種理想的干燥方法、

5、節(jié)能環(huán)保:與常規(guī)電熱加熱干燥方式相比，微波干燥一般可以省點50%，設備采用的是微波輻射傳能，是介質整體加熱。無需其他傳熱媒介。避免了真空條件下熱傳導慢的缺點，所以速度快，效率高，干燥周期大大縮短，能耗降低。沒有噪音，沒有毒害氣體和液體排放，屬于環(huán)保干燥技術。

我國微波干燥技術研究起步較晚，與國外相比有一定的差距，但也取得了不錯的成績，也有許多研究與應用成果。我國微波干燥技術現(xiàn)已用于食品工業(yè)、材料化工、醫(yī)藥工業(yè)、礦產(chǎn)開采業(yè)、陶瓷工業(yè)、實驗室分析、濕天然橡膠加工等方面。

微波是一種高頻電磁波，頻率為300兆赫~30萬兆赫，其波長為1毫米~1米。微波具備電場所特有的振蕩周期短、穿透能力強、與物質相互作用可產(chǎn)生特定效應等特點。

傳統(tǒng)干燥方法，如火焰、熱風、蒸氣、電加熱等，均為外部加熱干燥，物料表面吸收熱量后，經(jīng)熱傳導，熱量滲透至物料內(nèi)部，隨即升溫干燥。而微波干燥則完全不同，它是一種內(nèi)部加熱的方法。濕物料處于振蕩周期極短的微波高頻電場內(nèi)，其內(nèi)部的水分子會發(fā)生極化并沿著微波電場的方向整齊排列，而后迅速隨高頻交變電場方向的交互變化而轉動，并產(chǎn)生劇烈的碰撞和摩擦(每秒鐘可達上億次)，結果一部分微波能轉化為分子運動能，并以熱量的形式表現(xiàn)出來，使水的溫度升高而離開物料，從而使物料得到干燥。也就是說，微波進入物料并被吸收后，其能量在物料電介質內(nèi)部轉換成熱能。因此，微波干燥是利用電磁波作為加熱源、被干燥物料本身為發(fā)熱體的一種干燥方式。

微波干燥設備的核心是微波發(fā)生器，目前微波干燥的頻率主要為2450兆赫，多用于化工、食品、農(nóng)副產(chǎn)品、木材類、建材類、紙品等行業(yè)的干燥，也可用于食品、農(nóng)副產(chǎn)品等的殺菌。

在傳統(tǒng)的干燥工藝中，為提高干燥速度，需升高外部溫度，加大溫差梯度，然而隨之容易產(chǎn)生物料外焦內(nèi)生的現(xiàn)象。但采用微波加熱時，不論物料形狀如何，熱量都能均勻滲透，并可產(chǎn)生膨化效果，利于粉碎。

在微波作用下，物料的干燥速率趨于一致，加熱均勻。并且，微波干燥技術不影響被干燥物料的色、香、味及組織結構，有效成分也不易被分解、破壞。有關研究機構正在著手采用微波干燥替代傳統(tǒng)的烘房干燥，以解決采用傳統(tǒng)干燥方法干燥川中藥材時易產(chǎn)生干燥不均勻等問題。

微波設備配套設施少、占地少、操作方便、可連續(xù)作業(yè)，便于自動化生產(chǎn)和企業(yè)管理(可通過PLC編程控制、溫度可調)。

微波干燥工藝的能源利用率較高，這是因為微波的熱量直接產(chǎn)生于濕物料內(nèi)部，熱損失少，熱效率高無環(huán)境和噪音污染，可大大改善工作環(huán)境。

干燥過程幾乎涉及國民經(jīng)濟的所有部門，廣泛應用于生產(chǎn)和生活中。干燥的目的是除去某些原料、半成品及成品中的水分或溶劑，以便于加工、使用、運輸和貯藏等。一般的干燥方法有機械法、化學法和加熱(冷凍)法。這些方法要么設備龐大、干燥費用高，要么干燥速度慢、處理量小。隨著科學技術的發(fā)展，如生物制品、新型材料(多相復合材料、納米材料、智能材料和生物醫(yī)學材料等)、高級陶瓷、新型高級食品和新型藥物制品等新產(chǎn)品的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的干燥技術和干燥器不一定都適應。微波干燥技術和微波干燥器已在輕工業(yè)、化工材料工業(yè)、食品與農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)等行業(yè)得到了廣泛應用并表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)越性。微波干燥無疑是適應新產(chǎn)品要求的一項新技術。

同國外相比，我國在微波干燥技術的應用研究方面起步較晚，雖然取得了不少成果，但微波干燥技術的應用研究領域較窄，大多停留在實驗階段或小規(guī)模生產(chǎn)階段，復合微波干燥技術的研究有待于拓展，微波干燥的瞬間傳質傳熱理論研究還不夠，與微波干燥技術配套的設備及儀器開發(fā)尚需加強。另外，雖然微波干燥在天然橡膠干燥方面的應用理論研究已取得了很大進步，但其規(guī)?；?、連續(xù)化及自動化還有很多問題有待解決，微波干燥對橡膠分子結構、非橡膠組分以及制品工藝性能等方面的影響還需進一步研究。這些都是我們今后的研究重點。

微波是一種高頻波，以每秒24億次的速度變換，引起水分子的高速度輪擺運動，它們互相磨擦產(chǎn)生極大的熱量，可以方便的干燥物料。

物體吸收微波能量轉化成熱量后，物體溫度升高，物體內(nèi)含的水分蒸發(fā)，脫水，干燥;若適當?shù)乜刂泼撍俣龋趯ξ锪线M行干燥時就能讓物體的結構松疏，膨化。在這個過程中，也可以控制調高加熱溫度，使物體處于烘烤狀態(tài)。

微波干燥不同于傳統(tǒng)干燥方式，其熱傳導方向與水分擴散方向相同。與傳統(tǒng)干燥方式相比，具有干燥速率大、節(jié)能、生產(chǎn)效率高、干燥均勻、清潔生產(chǎn)、易實現(xiàn)自動化控制和提高產(chǎn)品質量等優(yōu)點，因而在于燥的各個領域越來越受到重視。早在上世紀60年代國外就對微波干燥技術的應用和理論進行了大量研究，在近幾十年又得到了進一步的發(fā)展。我國微波干燥技術研究起步較晚，與國外相比有一定的差距，但也取得了不錯的成績，也有許多研究與應用成果。我國微波干燥技術現(xiàn)已用于食品工業(yè)、材料化工、醫(yī)藥工業(yè)、礦產(chǎn)開采業(yè)、陶瓷工業(yè)、實驗室分析、濕天然橡膠加工等方面。

干燥過程幾乎涉及國民經(jīng)濟的所有部門，廣泛應用于生產(chǎn)和生活中。干燥的目的是除去某些原料、半成品及成品中的水分或溶劑，以便于加工、使用、運輸和貯藏等。一般的干燥方法有機械法、化學法和加熱(冷凍)法。這些方法要么設備龐大、干燥費用高，要么干燥速度慢、處理量小。隨著科學技術的發(fā)展，如生物制品、新型材料(多相復合材料、納米材料、智能材料和生物醫(yī)學材料等)、高級陶瓷、新型高級食品和新型藥物制品等新產(chǎn)品的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的干燥技術和干燥器不一定都適應。微波干燥技術和微波干燥器已在輕工業(yè)、化工材料工業(yè)、食品與農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)等行業(yè)得到了廣泛應用并表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)越性。微波干燥無疑是適應新產(chǎn)品要求的一項新技術。

同國外相比，我國在微波干燥技術的應用研究方面起步較晚，雖然取得了不少成果，但微波干燥技術的應用研究領域較窄，大多停留在實驗階段或小規(guī)模生產(chǎn)階段，復合微波干燥技術的研究有待于拓展，微波干燥的瞬間傳質傳熱理論研究還不夠，與微波干燥技術配套的設備及儀器開發(fā)尚需加強。另外，雖然微波干燥在天然橡膠干燥方面的應用理論研究已取得了很大進步，但其規(guī)?；?、連續(xù)化及自動化還有很多問題有待解決，微波干燥對橡膠分子結構、非橡膠組分以及制品工藝性能等方面的影響還需進一步研究。這些都是我們今后的研究重點。

是一個微波諧振腔，是把微波能變?yōu)闊崮軐ξ锪线M行加熱的空間。為了使爐腔內(nèi)的物料均勻加熱，工業(yè)微波爐就做成隧道式樣，物料在輸送帶上連續(xù)運轉。

爐門的設置在工業(yè)微波爐當中主要是為了便于清掃爐腔內(nèi)的衛(wèi)生而設計的。為了防止微波的泄漏，工業(yè)微波爐的開關系統(tǒng)由多重安全聯(lián)鎖微動開關裝置組成。爐門沒有關好，就不能使工業(yè)微波爐工作，微波爐不工作，也就談不上有微波泄漏的問題了。為了防止在工業(yè)微波爐爐門關上后微波從爐門與腔體之間的縫隙中泄漏出來，在微波爐的爐門四周安有抗流槽結構，或裝有能吸收微波的材料，如由硅橡膠做的門封條，能將可能泄漏的少量微波吸收掉?？沽鞑凼窃陂T內(nèi)設置的一條異型槽結構，它具有引導微波反轉相位的作用。在抗流槽入口處，微波會被它逆向的反射波抵銷，這樣微波就不會泄漏了。

抗流槽結構是從微波輻射的原理上得到的防止微波泄漏的穩(wěn)定可靠的方法?，F(xiàn)在少部分公司采用的是國際上最先進的抗流槽結構和生產(chǎn)工藝，加上新開發(fā)的多重防微波泄漏技術，使微波泄漏控制技術達到國際先進水平。

有易于控制、安全穩(wěn)定、修理維護簡潔等優(yōu)勢，可以調控功率，滿足不同的物料的需求，而且也節(jié)約能源，綠色環(huán)保。

磁控管是微波爐的心臟，微波能就是由它產(chǎn)生并發(fā)射出來的。磁控管工作時需要很高的脈動直流陽極電壓和約 3~ 4V 的陰極電壓。由工業(yè)微波電源的調控工作為磁控管提供了滿足上述要求的工作電壓。

微波爐一般有兩種定時方式，即機械式定時和電腦定時。基本功能是選擇設定工作時間，設定時間過后，定時器自動切斷微波爐主電路。

功率分配器用來調節(jié)磁控管的平均工作時間(即磁控管斷續(xù)工作時， "工作"、"停止"時間的比例)，從而達到調節(jié)微波爐平均輸出功率的目的。

聯(lián)鎖微動開關是工業(yè)微波爐的一組重要安全裝置。它有多重聯(lián)鎖作用，均通過爐門的開門按鍵或爐門把手上的開門按鍵加以控制。當爐門未關閉好或爐門打開時，斷開電路，使微波爐停止工作。

熱斷路器是用來監(jiān)控磁控管或爐腔工作溫度的元件。當工作溫度超過某一限值時，熱斷路器會立即切斷電源，使微波爐停止工作。