微波干燥糧食的原理:隨著科技的發(fā)展，先后出現(xiàn)了熱風(fēng)、蒸汽、電加熱等糧食干燥方法，雖解決了一定的問題，但因其需要緩蘇且時(shí)間較長(zhǎng)，干燥后糧食品質(zhì)明顯下降，且難以控制，對(duì)干燥工藝和設(shè)備要求較高，增加了糧食干燥成本。微波是一種高頻電磁波，我國(guó)從20世紀(jì)7O年代開始進(jìn)行微波技術(shù)的研究與開發(fā)，目前在冶金、化工、食品加工、干燥、保鮮與包裝、農(nóng)產(chǎn)品的干燥、殺菌殺蟲等領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用，采用微波干燥糧食不但大大縮短干燥時(shí)間，而且可提高糧食干燥后的加工品質(zhì)和食用品質(zhì)，降低糧食成本。因此，微波技術(shù)在糧食干燥方面有著廣闊的應(yīng)用前景。微波干燥原理微波是一種波長(zhǎng)范圍為1mm—1m、頻率范圍為3．0×102～3．0×l05MHz、具有穿透特性的電磁波，常用的微波頻率為915MHz和2450MHz。微波干燥技術(shù)是一種新的干燥技術(shù)，它是依靠以每秒幾億次速度進(jìn)行周期變化的微波透人物料內(nèi)，與物料的極性分子相互作用，物料中的極性(如水分子)吸收了微波能以后，改變其原有的分子結(jié)構(gòu)，亦以同樣的速度作電場(chǎng)極性運(yùn)動(dòng)，致使彼此間頻繁碰撞而產(chǎn)生大量的摩擦熱，從而使物料內(nèi)各部分在同一瞬間獲得熱能而升溫，相繼發(fā)生水分的蒸發(fā)，達(dá)到干燥的目的。由于微波輻射下介質(zhì)的熱效應(yīng)是內(nèi)部整體加熱的，即理論上所謂的“無溫度梯度加熱”，基本上介質(zhì)內(nèi)部不存在熱傳導(dǎo)現(xiàn)象，因此，微波可相當(dāng)均勻地加熱介質(zhì)。微波加熱造就物料體熱源的存在，改變了常規(guī)加熱干燥過程中某些遷移勢(shì)與遷移勢(shì)梯度方向，形成了微波干燥的機(jī)理?？傊⒉ㄍ溉宋锪蟽?nèi)，與物料的極性分子相互作用，使其極性取向隨著外電磁場(chǎng)的變化而變化，致使分子急劇摩擦、碰撞，使物料各部分在同一瞬間獲得熱量而升溫、蒸發(fā)干燥。微波干燥
的特性1、選擇性加熱。微波可以加熱糧食中的水、蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物等成分，微波是一種能量，只有當(dāng)與物質(zhì)接觸，才能發(fā)生能量轉(zhuǎn)移和產(chǎn)生的熱效應(yīng)。由于各物質(zhì)的損耗因數(shù)的差異，使微波具有選擇性加熱的特性，即不同的物質(zhì)，在同樣磁場(chǎng)中加熱時(shí)，所吸收的熱量是不同的。對(duì)于糧食來說，含水量對(duì)微波加熱的效果影響很大。因?yàn)樗慕殡姵?shù)大，而蛋白質(zhì)、碳水化合物的介電常數(shù)小，即后者對(duì)微波的吸收能力比水小得多。水分含量相對(duì)較低的糧食熱容小，更容易受熱均勻。2、穿透性強(qiáng)。因?yàn)槲⒉ū绕渌糜谳椛浼訜岬碾姶挪?，如紅外線、遠(yuǎn)紅外線等波長(zhǎng)更長(zhǎng)，因此具有更好的穿透性。微波可對(duì)絕大多數(shù)的非金屬材料穿透到相當(dāng)?shù)纳疃龋虼藢?duì)加熱干燥的物料表里一致。電磁波穿透到介質(zhì)中去，部分能量被消耗，其場(chǎng)強(qiáng)將按一定規(guī)律衰減，當(dāng)微波減少到原來值的13．6％時(shí)，離表面的距離為穿透深度。由此可見，波長(zhǎng)值大，穿透深度D值大，如功率為2450MHz的微波比功率為915MHz的微波能量大，但其波長(zhǎng)比后者短，故后者穿透深度大。所以在選用微波加熱的工作頻率時(shí)，必須考慮此因數(shù)，高頻率的微波，雖可加大介質(zhì)的吸收功率，但由于波長(zhǎng)較短，穿透深度很小。由于微波加熱具有的性能，因此在糧食干燥中具有很好的應(yīng)用價(jià)值。3、微波加熱系統(tǒng)。微波加熱系統(tǒng)主要由直流電源、微波發(fā)生器、波導(dǎo)管、微波加熱器等組成。見圖1。微波發(fā)生器是微波加熱系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它由磁控管和微波電源組成。其主要作用是產(chǎn)生所需要的微波能量；微波管產(chǎn)生的微波通過波導(dǎo)管無損耗地傳輸?shù)轿⒉訜崞髦?；微波加熱器是?shí)現(xiàn)物料與微波相互作用的空間，微波能量在此轉(zhuǎn)化為被加熱物料的內(nèi)能，使物料溫度升高。微波干燥糧食的作用機(jī)理：1、熱能效率高、物料品質(zhì)好。微波干燥設(shè)備本身不耗熱，熱能絕大部分都作用在物料上，熱能利用率高，節(jié)省能源，一般可以節(jié)電30％～50％，對(duì)環(huán)境溫度幾乎無影響。與傳統(tǒng)干燥方法相比，不但加熱效率高，加熱時(shí)間短，而且處理溫度低，能夠較好地保持糧食中原有物質(zhì)成分不被破壞，同時(shí)具有的殺菌殺蟲作用，有利于保持糧食品質(zhì)，提高糧食貯藏期和發(fā)芽率。由于微波干燥速度快、干燥時(shí)間短、微波殺菌殺蟲是微波熱效應(yīng)和生物效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波殺菌殺蟲正是利用電磁場(chǎng)效應(yīng)和生物效應(yīng)起到對(duì)微生物和害蟲的殺滅作用。實(shí)踐證明采用微波裝置在殺菌殺蟲溫度、殺菌殺蟲時(shí)間、糧食品質(zhì)保持、糧食貯藏期和發(fā)芽率提高及節(jié)能方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。2、易于自動(dòng)控制。利用微波加熱，無升溫過程，開機(jī)數(shù)分鐘就可正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如停機(jī)，只需切斷電源，物料加熱情況立即無惰性地停止，不存在“余熱”現(xiàn)象，通過調(diào)整輸出功率，物料的加熱情況可以隨時(shí)改變，與計(jì)算機(jī)等組成流水線，便于連續(xù)生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，而且微波干燥設(shè)備可以根據(jù)需要做得小一些。
結(jié)束語
研究表明，在微波干燥糧食過程中，要根據(jù)不同糧食類型的特點(diǎn)，選擇合適的微波加熱功率(一般在150W以下)和工作頻率(一般采用2450MHz或915MHz)以及適當(dāng)?shù)膯挝毁|(zhì)量功耗，否則會(huì)由于干燥熱量供給過大，引起糧食降水速率過快或穿透深度過小，加熱不均勻，影響糧食的加工品質(zhì)和食用品質(zhì)。
微波技術(shù)作為一種現(xiàn)代，以其的加熱特點(diǎn)和干燥機(jī)理，在糧食干燥方面有其十分廣闊應(yīng)用前景。利用熱空氣可以有效的排除物料表面的自由水分和微波干燥提供了排除內(nèi)部水分的有效方法，將微波干燥與熱風(fēng)干燥有機(jī)地結(jié)合起來，進(jìn)一步提高干燥過程的效率和經(jīng)濟(jì)性。微波干燥糧食目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少，而且規(guī)模小，但隨著微波技術(shù)自身技術(shù)方法和設(shè)備的不斷完善以及門的宣傳推廣，微波技術(shù)在糧食干燥方面的應(yīng)用將會(huì)不斷發(fā)展。
會(huì)員1.png)