微波干燥是一種新型的干燥方式。干燥時(shí),微波能直接作用于介質(zhì)分子轉換成熱能,由于微波具有穿透性能使介質(zhì)內外同時(shí)加熱,不需要熱傳導,所以加熱速度非常快,對含水量在30%以下的食品,干燥速度可縮短數百倍。同時(shí)不管物體任何形狀,由于物體的介質(zhì)內外同時(shí)加熱,物料的內外溫差小,加熱均勻,不會(huì )產(chǎn)生常規加熱中出現外焦內生的狀況,使干燥質(zhì)量大大提高。
微波干燥設備在使用過(guò)程中用戶(hù)可根據待處理材料初始與最終含水量之差及產(chǎn)量的要求來(lái)估算所需的微波功率。并根據微波設備的投資費用估計初建成本,從而計算經(jīng)濟效益。多數情況下由于應用微波后的節能效果突出,直接效益十分明顯。
微波烘烤設備中取得了良好的市場(chǎng)效益,這與之所帶來(lái)的經(jīng)濟效益是密不可分的,其經(jīng)濟效應無(wú)論是在能耗率、生產(chǎn)率、勞動(dòng)力、產(chǎn)品質(zhì)量、占地大小、生產(chǎn)勞動(dòng)條件、運行費用及技術(shù)水平等方面,微波干燥機烘烤技術(shù)均處領(lǐng)先地位。
干燥是保障食物不變質(zhì)的一個(gè)方法,廣泛應應用于食品加工中。隨著(zhù)食品行業(yè)不斷發(fā)展壯大,食品干燥設備需求量也逐漸增大,目前我國食品干燥設備在國內市場(chǎng)占有率已達80%以上,對各種食物加工起到重要作用。微波干燥因其比較容易實(shí)現自動(dòng)化和提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn),在干燥的各個(gè)領(lǐng)域越來(lái)越受到重視。
微波干燥不同于傳統干燥方式,其熱傳導方向與水分擴散方向相同。與傳統干燥方式相比,具有干燥速率大、節能、生產(chǎn)效率高、干燥均勻、清潔生產(chǎn)、易實(shí)現自動(dòng)化控制和提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。早在上世紀60年代國外就對微波干燥技術(shù)的應用和理論進(jìn)行了大量研究,在近幾十年又得到了進(jìn)一步的發(fā)展。我國微波干燥技術(shù)研究起步較晚,與國外相比有一定的差距,雖然取得了不少成果,但微波干燥技術(shù)的應用研究領(lǐng)域較窄,大多停留在實(shí)驗階段或小規模生產(chǎn)階段,復合微波干燥技術(shù)的研究有待于拓展,微波干燥的瞬間傳質(zhì)傳熱理論研究還不夠,與微波干燥技術(shù)配套的設備及儀器開(kāi)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(jìn)步,但其規模化、連續化及自動(dòng)化還有很多問(wèn)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(jìn)一步研究。這些都是行業(yè)今后的研究重點(diǎn)。
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、農副產(chǎn)品、木材類(lèi)、建材類(lèi)、紙品等行業(yè)的干燥,也可用于食品、農副產(chǎn)品等的殺菌。在傳統的干燥工藝中,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)生物料外焦內生的現象。但采用微波加熱時(shí),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(shù)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(guān)研究機構正在著(zhù)手采用微波干燥替代傳統的烘房干燥,以解決采用傳統干燥方法干燥川中藥材時(shí)易產(chǎn)生干燥不均勻等問(wèn)題。
微波設備配套設施少、占地少、操作方便、可連續作業(yè),便于自動(dòng)化生產(chǎn)和企業(yè)管理(可通過(guò)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)生于濕物料內部,熱損失少,熱效率高無(wú)環(huán)境和噪音污染,可大大改善工作環(huán)境。
今后幾年,國內微波干燥機行業(yè)必將不斷發(fā)展,成為推動(dòng)國內微波干燥機行業(yè)發(fā)展的重要動(dòng)力。因此,生產(chǎn)企業(yè)不僅要從干燥工藝上進(jìn)行根本改造,還要進(jìn)行全面、多層次的節能技術(shù)改造,大力發(fā)展應用可再生能源與工業(yè)余熱的干燥技術(shù)。