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產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)

1.  微波頻率：2450MHz；
2.  微波功率：約15KW，連續(xù)可調(diào)；
3.  微波腔體材質(zhì)（真空室）：壓力容器鋼；
4.  微波諧振腔尺寸：360mm360mm270mm（長寬高）；
5.  時(shí)間定時(shí)功能；
6.  控制方式：PLC控制；
7.  干燥溫度：30-70℃；
8.  磁控管冷卻方式：風(fēng)冷；
9. 微波泄露：<1mw/cm²(國家標(biāo)準(zhǔn)<5mw/cm²)。

微波真空干燥的原理

微波是一種電磁波，可產(chǎn)生高頻電磁場。介質(zhì)材料由極性分子和非極性分子組成，在電磁場作用下，極性分子從原來的隨機(jī)分布狀態(tài)轉(zhuǎn)向依照電場的極性排列取向，在高頻電磁場作用下造成分子的運(yùn)動和相互摩擦從而產(chǎn)生能量使得介質(zhì)溫度不斷提高。因?yàn)殡姶艌龅念l率極高，極性分子振動的頻率很大，所以產(chǎn)生的熱量很高。當(dāng)微波加熱應(yīng)用于食品工業(yè)時(shí)，在高頻電磁場作用下，食品中的極性分子(水分子)吸收微波能產(chǎn)生熱量，使食品迅速加熱、干燥。水和一般濕介質(zhì)在一定的介質(zhì)分壓作用下，對應(yīng)一定的飽和溫度，真空度越大，濕物料所含的水或濕介質(zhì)對應(yīng)的飽和溫度越低，即沸點(diǎn)溫度低，越易汽化逸出而使物料干燥，真空干燥就是根據(jù)這一熱物理特性，在真空條件下將氣相中的低壓水蒸氣及空氣等含量較少的不凝結(jié)氣體，借真空泵的抽吸而除去。

真空干燥時(shí)物料的脫水是依靠熱傳導(dǎo)將外來熱量傳遞給被干燥物料的，而在低氣壓環(huán)境下，用對流方式進(jìn)行熱傳遞速度較慢，妨礙了真空干燥優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮。微波干燥是利用介電加熱原理，依靠高頻電磁振蕩來引發(fā)分子運(yùn)動，使被加熱物發(fā)熱，加熱方式有別于傳統(tǒng)的對流、傳導(dǎo)與輻射，系微波直接對物體進(jìn)行加熱，傳熱這一限制因素被打破。微波真空干燥把微波干燥和真空干燥兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，在一定的真空度下水分?jǐn)U散速率加快，可以在低溫條件下對物料進(jìn)行干燥，較好地保持了物料的營養(yǎng)成分。微波可為真空干燥提供熱源，克服了真空狀態(tài)下常規(guī)熱傳導(dǎo)速率慢的缺點(diǎn)，因而大大縮短了干燥時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

微波真空干燥的特點(diǎn)

（1）干燥均勻快速。

（2）能很好地保持食品的營養(yǎng)成分和風(fēng)味。

（3）具有防霉、殺菌、保鮮的作用。

（4）節(jié)能高效、安全環(huán)保。

（5）易于控制及實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。微波真空低溫干燥設(shè)備

幾個(gè)重要因素對微波真空干燥效果的影響

物料的種類和大小

由于物料種類和狀態(tài)千差萬別，微波真空干燥工藝并非固定不變。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。隨著微波真空干燥過程的進(jìn)行，內(nèi)部溫度會高于外部，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改進(jìn)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，但反效果是延長了干燥時(shí)間。

真空度

壓力越低，水的沸點(diǎn)溫度越低，物料中水分?jǐn)U散速度加快。微波真空諧振腔內(nèi)真空度的大小主要受限于擊穿電場強(qiáng)度，因?yàn)樵谡婵諣顟B(tài)下，氣體分子易被電場電離，而且空氣、水汽的擊穿場強(qiáng)隨壓力而降低；電磁波頻率越低，氣體擊穿場強(qiáng)越小。氣體擊穿現(xiàn)象***容易發(fā)生在微波饋能耦合口以及腔體內(nèi)場強(qiáng)集中的地方。擊穿放電的發(fā)生不僅會消耗微波能，而且會損壞部件并產(chǎn)生較大的微波反射，縮短磁控管使用壽命。如果擊穿放電發(fā)生在食品表面，則會使食品焦糊，一般20kV/m的場強(qiáng)就可擊穿食品(介電常數(shù)不同)。所以正確選擇真空度大小非常重要，真空度并非越高越好，過高的真空度不僅能耗增大，而且擊穿放電的可能性增大。

微波功率

微波有對物質(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，輸入的微波功率可圖1微波功率對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。微波真空低溫干燥設(shè)備

以菠蘿漿為原料，研究了菠蘿粉微波真空干燥過程中微波功率對干燥效果的影響。結(jié)果如圖1所示。隨著微波功率的增加，菠蘿漿的含水量遞減。微波發(fā)射功率對物料的外觀質(zhì)量影響顯著。當(dāng)微波功率大于2kW時(shí)，物料出現(xiàn)局部過熱，以及出現(xiàn)打火現(xiàn)象，內(nèi)部出現(xiàn)燒焦現(xiàn)象，色澤變差，光澤度下降。因此在保證物料達(dá)到要求的含水量的前提下，降低微波功率，可提高干制品的外觀質(zhì)量，節(jié)約能源。

微波時(shí)間

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，研究了真空微波干燥菠蘿粉過程中微波時(shí)間對干燥效果的影響，得到如圖2所示的結(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)部的極性分子震動加劇，更多的能量轉(zhuǎn)化為熱量，促進(jìn)水分子的運(yùn)動，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。微波真空低溫干燥設(shè)備

微波真空干燥在農(nóng)產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

在果蔬脫水加工中的應(yīng)用

微波真空干燥技術(shù)加工溫度低、營養(yǎng)成分損失率低、脫水效率高，因此對含水率較高的水果蔬菜進(jìn)行脫水加工時(shí)，更能發(fā)揮其優(yōu)勢。

1979年法國***次在工業(yè)規(guī)模上應(yīng)用微波真空技術(shù)生產(chǎn)的柑橘粉呈發(fā)泡狀，易溶解，很好地保持了天然色、香、味，其維生素的保持率遠(yuǎn)高于噴霧干燥。美國加州大學(xué)研究用微波真空干燥技術(shù)生產(chǎn)脫水膨化葡萄，能很好地保持鮮葡萄風(fēng)味和色澤，外形也能不萎縮，由于微波干燥溫度低，干燥時(shí)間短，維生素B1，維生素B2，維生素C能得到較高的保留率。等分別采用熱風(fēng)干燥、真空干燥、冷凍干燥、微波真空干燥與真空干燥聯(lián)合干燥法對大蒜進(jìn)行干燥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)微波真空干燥與40℃真空干燥聯(lián)合干燥法干燥時(shí)間大大縮短，而干燥后蒜的硫代亞磺酸酯保留率比較接近冷凍干燥，可達(dá)到90%，與真空冷凍干燥蒜的色差差異極小，甚至比凍干蒜的白度略好，但***不足的是蒜質(zhì)構(gòu)緊密不如冷凍干燥疏松。等對加工南瓜汁時(shí)得到的大量副產(chǎn)品南瓜渣采用不同微波功率和壓強(qiáng)條件進(jìn)行微波真空干燥，發(fā)現(xiàn)在668.37W，4000Pa條件下干燥時(shí)，物料中胡蘿卜素的保留率***高，達(dá)到92.31%。采用微波真空干燥膨化技術(shù)加工蘋果脆片，可在40℃左右，數(shù)分鐘內(nèi)達(dá)到干燥和膨化蘋果片的目的，極大地提高生產(chǎn)能力，產(chǎn)品外形美觀、色香味俱佳、口感酥脆、營養(yǎng)成分高，實(shí)現(xiàn)了蘋果脆片的快速、低溫、非油炸膨化加工。研究了用微波真空干燥設(shè)備干燥酶解后的澄清型香蕉汁制作速溶香蕉粉的工藝，發(fā)現(xiàn)微波真空干燥后產(chǎn)品的多項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于熱風(fēng)干燥的產(chǎn)品。筆者以廣東省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所研制開發(fā)的微波真空干燥實(shí)驗(yàn)設(shè)備為平臺，研究了菠蘿粉的微波真空干燥特性，試驗(yàn)結(jié)果表明菠蘿粉產(chǎn)品較好地保持了菠蘿原有的色澤、香味及維生素C等營養(yǎng)成分，水分含量在5%以下，溶解性好。

在水產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

微波真空干燥技術(shù)在其它食品加工領(lǐng)域也具有很大的發(fā)展?jié)摿?。目前，已有微波真空干燥小蝦的試驗(yàn)，并將微波真空干燥的小蝦與熱風(fēng)干燥及冷凍干燥的小蝦進(jìn)行質(zhì)量對比評價(jià)，發(fā)現(xiàn)利用微波真空干燥的小蝦比熱風(fēng)干燥的收縮小，復(fù)水性和水分保持能力強(qiáng)，并且在色澤、組織和風(fēng)味等方面與復(fù)水冷凍蝦接近。張國琛等用自制的微波真空干燥設(shè)備對扇貝丁進(jìn)行了干燥試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)干燥后的扇貝丁色、香、味及干燥時(shí)間都達(dá)到了較理想的效果。微波真空低溫干燥設(shè)備

在其他農(nóng)產(chǎn)品加工中的應(yīng)用

利用微波真空方式干燥蜂蜜速度快、溫度低，干燥后的固體蜂蜜較好地保留了蜂蜜原有的品質(zhì)。干燥過程中不會發(fā)生美拉德反應(yīng)，干燥后的蜂蜜顏色基本沒有變化，干燥前后其揮發(fā)性香氣成分雖有一定變化，但不影響其原始風(fēng)味。國內(nèi)近幾年這方面的技術(shù)應(yīng)用逐漸增多，如玉米片真空微波加工生產(chǎn)線，采用微波蒸煮干燥新工藝實(shí)現(xiàn)了玉米片連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。此外，微波真空干燥還可加工生產(chǎn)蛋黃粉、蘑菇類等。