微波干燥浆果过程中料层电场分布影响能量利用分析

摘要：

浆果微波干燥时,果浆料层内部的电场随着温度升高和水分下降产生复杂、多变分布,直接影响微波能量的利用和干燥均匀性.为了解析树莓果浆微波干燥过程中的料层内电场分布影响微波能量利用的规律,通过对连续式微波干燥机设置4种输入功率(12、15、18、21 kW),从而控制干燥腔顶部磁控管开启模式,根据开启磁控管的数量和位置的变化进而解析果浆料层上的电场分布及变化规律;建立料层上电磁、质热传递的耦合模型确定果浆料层内的微波能吸收分布,结合料层内温度和水分的变化特性,探明微波干燥腔内的微波传递和能量利用效率规律.结果表明,不同功率下模拟和实测温度的均方根误差值分别为5.8、4.1、6.7、6.9℃,证明用所建立模型表征果浆物料层内的电场强度和微波能吸收分布具有较高的可信度.微波腔内开启磁控管的位置和数量决定横电场或横磁场的平面波,而平面波的入射角决定微波能转化热能能力.矩形磁控管波导开启模式为平行排列,且在长边方向上中心点间距为1/4微波波长的奇数倍时,高低电场的交错分布提高了整个料层的电场均匀性.高均匀分布的电场强度提高了微波能的吸收和转化效率,并改善干燥后物料的温度均匀性.研究结果可为提高连续式微波干燥机的能量利用效率和干燥均匀性提供理论依据.

关键词：微波、干燥、浆果、电场分布、均匀性、能量利用、模拟

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分类号：TS210.4(食品工业)

资助基金：国家自然科学基金32072352

在线出版日期：2021-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1-10