論文關鍵詞：微波 組合幹燥 現狀
論文摘要：本文闡述了國內外微波真空幹燥的研究現狀，重點分析了各種微波幹燥，並分析了微波真空於燥技術的幾個問題。
1.序言
微波是指頻率為300MHz～300GHz、波長為lmm～lm的電磁波。它的幹燥原理是：微波發生器將微波輻射到待幹燥的物料上，當微波射人物料內部時，使物料內的水等極性分子按微波頻率作同步旋轉和擺動；水等極性分子高速旋轉的結果，使物料內部瞬時產生摩擦熱，導致物料內部和表麵同時升溫，使大量的水分子從物料中蒸發逸出，從而達到幹燥的目的。
微波真空幹燥是隨微波幹燥技術發展起來的一項新的組合幹燥技術。它不僅具有幹燥速度快、時問短、物料溫度低、色香味及營養成分保留好等優點，而且參數容易控製，能幹燥多種不同類型的物料。目前我國雖有一些單位正在進行研究，但其技術性能還需要完善，在機理和工藝方麵也還有很多問題需要深化和研究。
2.國內外研究現狀
早在上世紀80年代，美國、加拿大、英國和德國就開始研究微波真空幹燥技術，主要集中在美國的威斯康辛大學、加利福尼亞大學，加拿大的Britis C0lumbia大學，德國的Karlsruhe大學，英國的Queen University，希臘的國立科技大學，法國的Albi研究所等。研究的內容涉及微波真空幹燥機理、傳熱傳質微波真空幹燥模擬、微波真空幹燥能耗與工藝以及各種不同類型物料(香蕉，蘿卜片，果膠，土豆，漿果等)的微波真空幹燥操作等。
國內目前的研究單位有江南大學食品學院、東北大學、大連水產大學、中國農業大學、浙江大學、上海工程技術大學、華南理工大學、華南農業大學、天津輕工大學、上海辰燦輕工機械公司、四川大學食品學院食品科學與工程係、南京三樂微波技術有限公司等。
江南大學食品學院進行了甘藍的微波真空和熱風聯合幹燥試驗。試驗結果表明：微波真空聯合幹燥縮短幹燥時問48％，提高了營養成分和葉綠素的保存率，改善了幹燥品質。
大連水產大學張國琛進行了扇貝柱的微波-真空-聯合幹燥，試驗研究了微波功率、真空度，微波爐啟閉比、預處理鹽水濃度和扇貝大小對幹燥效果的影響，建立了扇貝微波真空幹燥的動力學模型。
3. 微波組合幹燥技術
組合幹燥是一種具有廣闊發展前景的幹燥技術，它可以發揮各種幹燥工藝的長處，克服各自缺點，借長補短，達到率、低能耗、優品質的幹燥目的。由於微波幹燥是一種*不同於其它幹燥方式的幹燥技術，所以它也是與其它幹燥方式組合zui多的一種幹燥技術，同時也是當前上研究zui多的一種幹燥技術。以下是幾種較常見的組合方式。
3.1微波熱風組合幹燥(也稱微波對流幹燥)
在與微波組合的幹燥方法中，微波熱風組合幹燥是研究zui多的一種。由於熱風幹燥時間長、質量差，故不適合幹燥熱敏性物料；采用熱風微波組合幹燥可以克服上述缺點。此外，微波幹燥的成本與熱風幹燥相比還是很高，單純微波幹燥是不經濟的。熱風幹燥對物料來說是從表麵向內幹燥，溫度梯度與水分轉移的方向相反，而微波幹燥是從內部加熱，溫度梯度與水分轉移的方向相同，二者結合，可以達到既縮短幹燥時間又降低成本的目的。微波與熱風幹燥可以有三種結合方式。
3.1.1.在臨界含水率處加入微波
當幹燥從恒速段進入降速段(即物料含水率達到臨界水分 )時將微波能引入幹燥器，使物料內部產生熱量和蒸汽壓，使水分擴散至物料的表麵並被排除，這時利用微波會非常顯著地提高幹燥速度。
3.1.2.在幹燥器的終端加入微波
單一的幹燥係統在接近幹燥終了時效率zui低去除幾個百分點的水分往往需要很長的時間，利用微波可以顯著減少幹燥時間。
3.1.3.在zui初預熱階段加入微波
在幹燥前物料含水率較高，可以先用微波將物料加熱到蒸發溫度，然後用普通熱風幹燥，去除表麵水分，幹燥時間可以縮短。
3.2.微波真空組合幹燥
微波雖然具有加熱速度快、幹燥時間短、選擇性好、能源利用率高和便於控製等優點 ，但單純使用微波進行食品幹燥，容易產生由於過熱引起的燒傷現象和食品邊緣焦化、結殼和硬化等現象；上述現象多半是由於溫度過高和幹燥過快引起的。采用真空可以降低水的蒸發溫度，使物料在較低的溫度下快速蒸發，同時還可避免氧化，因而改善了幹燥品質。在醫藥、食品和化工領域有很多熱敏性物料需要低溫快速幹燥，因此，將微波技術與真空技術相結合就成為一項發展前景和實用價值的新技術。從國內外有關微波幹燥的研究現狀來看，微波真空組合幹燥也是目前發展較快的一種組合幹燥技術。
3.2.1.脈衝間歇式微波真空幹燥
微波幹燥雖有許多優點，但經常會發生局部過熱、表麵硬化、顏色不正和加熱不均勻等現象；此外，能量效率不高也是一個缺點。產生這些現象的原因之一就是熱質傳遞控製不當，解決的方法之一是采用脈衝方式輸入微波能，即短時間的微波加熱和較長時間的間斷。試驗證明：當物料幹燥到臨界水分以後，連續施加微波能並不能加速水分的蒸發；采用間歇幹燥的方法，不僅可以節省能量、提高幹燥效率，還可以改善幹後物料的品質。脈衝間歇式微波真空幹燥技術是Edh0lm於1933年提出的。采用這種技術的特點是使物料中的水分和溫度在間歇階段能夠均衡再分配，減少水分梯度，這將有利於提高下階段的幹燥速率。
試驗還表明，脈衝微波幹燥時，微波接通時間越長、斷開時間越短，物料溫度越高。因此，通過調節脈衝比或真空度可以改變物料的溫度。
3.2.2.變功率微波真空幹燥
加拿大食品工程研究所 Christene H．等進行了蘿卜片的變功率微波真空幹燥，微波的頻率為2450MHz，微波功率4kW可調，真空度為13.3kPa，蘿卜片的終水分為10％，微波諧振腔為圓筒形，直徑350mm，長度500mm，采用的幹燥工藝為：幹燥開始後的zui初19min微波功率為3kW，中間4min為1kW，zui後10min為0.5kW。試驗過程研究了顏色、複水性、密度和胡蘿卜素、維生素含量等質量指標。結果表明：如果綜合考慮，微波真空幹燥的性能甚至優於真空冷凍幹燥。美國加利福尼亞大學研製的微波真空幹燥設備諧振腔是一個長12.2m的不鏽鋼圓筒，中間有輸送帶，沿長度方向分為三個幹燥區，*幹燥區的微波功率較大，真空度為1.33～3.99kPa，第二、第三幹燥區的微波功率遞減。說明變功率微波真空幹燥是一個研究方向。
