微波設(shè)備對(duì)物質(zhì)選擇性加熱的特性

微波設(shè)備對(duì)物質(zhì)選擇性加熱的特性

由于物料種類和狀態(tài)千差萬別，微波真空的干燥工藝也并非固定不變。事實(shí)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。隨著干燥過程的進(jìn)行，內(nèi)部溫度會(huì)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提高干燥的效果。粉末狀產(chǎn)品在微波干燥時(shí)具有其獨(dú)特性。當(dāng)它們被堆積在一起時(shí)不應(yīng)看成是許多小顆粒，而是一個(gè)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(shí)，需在物料接近減速干燥期時(shí)，降低微波功率，從而有效減少其內(nèi)外溫差，缺點(diǎn)是延長(zhǎng)了干燥時(shí)間。

微波有對(duì)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，微波功率對(duì)干燥效果的影響高些，可采用連續(xù)微波加熱，這時(shí)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。

微波真空干燥時(shí)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真空微波干燥菠蘿粉過程中微波時(shí)間對(duì)干燥效果的影響，得到如下結(jié)果。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(dòng)加劇，更多的能量轉(zhuǎn)化為熱量，促進(jìn)水分子的運(yùn)動(dòng)，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(shí)間還受到對(duì)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(shí)間需相應(yīng)地延長(zhǎng)。