液态食品连续化微波加热过程的仿真模拟

以蒸汽为热源的液态食品传导加热过程中,为了达到杀菌和灭菌的要求,通常存在热量损失严重、管路结焦等问题,而微波凭借其不需要传热介质的介电加热方式,具有从根本上解决此类问题的优势。本研究通过构建多物理场耦合仿真模型,对连续化微波加热设备内部电场分布进行数值解析,探究体积流量、输入功率及微波频率等运行参数对处理过程中流体热响应的影响。通过比较模型计算结果与试验结果的出口平均温度,证实仿真模型的准确性与有效性。研究结果表明,流体热量吸收过程与谐振腔内电场分布紧密相关,电场分布模式决定液态食品加热过程中的温度分布模式,并且高场强区域有利于提高该区域附近的流体升温速率。此外,快速升温区域能够通过流体传热的方式来提升管路内部其它区域的加热效果,体积流量与输入功率的改变间接影响介电加热与流体传热对热响应过程的贡献,微波频率变化直接影响加热效果。通过仿真模拟能够综合考虑上述多种因素,对连续化微波加热过程进行合理预测。本研究对深入了解微波场下流体电磁响应规律,以及推进液态食品热加工过程的微波绿色化替代都具有十分重要的意义。

中间水分大豆振动真空微波联合干燥过程的研究

为了进一步研究中等含水率物料的干燥特性,解决传统干燥方法中物料干燥不均匀、品质下降严重等问题,将振动和真空单元与微波干燥相结合,比较了干燥过程中微波功率、装载量和振动频率对含水率的影响。综合考察了同等条件下热风干燥、传统微波干燥、微波振动干燥和微波真空振动干燥的干燥特性。结果表明:在真空度-0.065MPa以下,微波输出功率0.5～1.0W/g,传动电机转速350～550r/min的范围内,提高微波功率质量比、增加转速、优化装载量均有助于缩短干燥时间、提高干燥效率;振动-真空微波联合干燥与传统热风干燥相比能耗降低70%,与微波振动干燥相比爆腰率降低60%。在降低能耗量的同时保证了物料的干燥品质。