文章编号：１００１—６９８８【２００３）０３一００４２—０４
微波干燥原理及其应用
祝圣远．王国恒
（东北大学热能工程系，沈阳１１０００４）
摘要：介绍了微波干燥的原理和主要特点及其应用的现状．并且给出了微波干燥经济核算的计算方法。关键词：微波干燥；原理；应用；经济核算中圈分类号：１１（１７３
文献标识码：Ｂ
ＰｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄＡｐｐⅡｃａｔｉｏｎｏｆ
Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ
Ｄｒｙｉｎｇ
ＺＨＵ
Ｓｈｅ“ｇ—ｙｕ卸，ＷＡＮＧ
Ｇｕｏ・ｈｅ“ｇ
（ｍ肌“Ｅ，刨ｗｅ—ｎｇＤ印。一榭蹦ｏ，Ⅳｏ—ｋ∞加跏沁糟毋，鼢删恤增１１０００４，∞ｆ∞）
Ａｂｓｈ胃ｃｔ：ｎｉ８
８ｈｏｗＢ
ａ
ｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔ１１ｅ面ｎｃｉｐｌｅ，ｌｈｅ
ｅｃ叩ｏ“ｌｙ
ｈ聃ｉｃ
ｃｈ啪ｃｔｅ五ｓ６ｃｓ锄ｄ
ｄｒｙｉ“ｇ．
８ｐｐｌｉｃ撕ｏｎ
ｏｆ工Ｉ】ｉｃｒｏｗａｖｅ
ｄｒｙｉｎｇ，肌ｄ
ｍｅ山ｏｄｔｏｃａ‘ｒｙｏｕｔｔ｝ｌｅｅｖａ｜ｕａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：商ｃｏｒ｝Ｄｗａｖｅｄｒｙｉ“ｇ；ｐｆｉｎｃｉｐｌｅ；印ｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｅｃｏｎｏｍｙｍ之间，频率在３．ｏ×
ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
微波是波长在ｌ
ｍｍ～１
结果一部分能量转化为分子热运动功能，即以热的形式表现出来，从而物料被加热。也就是电场能转化为势能，尔后转化为热能。单位体积内介质吸收的微波功率尸。与该处的电场强度和频率，有下列关系：
只＝２Ⅱｅｏｅ７ｔⅡｎ占Ｅ了
（１）
１０２～３，Ｏ×１０５ＭＨｚ具有穿透性的一种电磁波。在工业加热上只允许使用特定的频率，在我国为９１５Ｍ№和２
４５０
ＭＩｋ。微波干燥起源于２０世纪４０年
代，到６０年代末，微波已能应用于加热、干燥、杀虫、灭菌、医疗等领域。由于微波具有的独特优点，使其发展很快，微波技术及其应用作为一项高新技术被指定为我国“十五”计划重点研发项目。
式中：ｅｏ一真空中的介电常数，ｅｏ＝８．８５×１０“２（Ａ・
８）／（Ｖ・ｍ）；
ｓ’一介质的“介电系数”，是表征介质极化程度
１微波干燥机理
１．１微波加热原理
当介电质置于交变电磁场中时，带有不对称电荷的分子受到交变电磁场的激励，产生转动，由于物质内部原有的分子无规律热运动和相邻分子之间作用，分子的转动受到干扰和限制，产生“摩擦效应”，
收稿日期：２００３一０６一ｌＯ
作者简介：祝圣远（１９７８一），男，硕士研究生研究方向为微波干燥的原理和应用
４２
的参量，（Ａ・ｓ）／（ｖ・ｍ）；
ｔ一８一介质的“损耗正切”，是表征介质损耗的
参量；
Ｅ一电场强度，、ｙｍ。
１．２微波加热的特点
微波加热具有以下几个主要特点。１．２．１就地加热，里外一起热，加热速度快
这是微波加热的最大特点，不管是传导、对流、
辐射的加热方式，热源都是在外面，物料温度的升高是由外及里，将表面加热之后再传导到内部，这要受到傅立叶定律的限制，通常被加热物料是热的不良
万方数据
导体，有很大的热阻，加热时间自然很长。微波加热热量在被加热物料内部产生，这样里外一起热，不仅温度很均匀，而且不会带来夹生现象。
常规加热时，温度表面高，内部低，这种温度分布，不利于水分迅速蒸发。而微波加热里外一起热，同时因为表面较容易散热，往往是内部温度高于外部，温度梯度方向和水分梯度的方向相同，传热和传质方向一致，促使内部水分迅速蒸发，形成内部压力梯度，使水分很快扩散到表面挥发掉，这就使干燥时间大为缩短。
１．２．２穿透能力与加热均匀性
穿透能力是指电磁波穿透到物体内部的本领，电磁渡透人介质表面并向里传播时，能量不断被吸收转化成热能，渡所携带的能量由表向里以指数衰减，电磁波的能量衰减到只有表面处的１／ｅ２。１／２．７２２—１３．５％时所能透人的介质的深度Ｄ，称为“穿透深度”，大约有８６．５％的能量在介质表面深度为Ｄ的一层内消耗掉，也就是说热量主要在这一层产生。近似地有：
Ｄ：——：当—一
（２）Ⅱ√Ｅ’恤ｎ占
上式表明，一般介质的穿透深度大致与波长是同一数量级。以９１５ＭＨｚ（＾＝３３ｃｍ）和２
４５０ＭＨｚ（＾
＝１２．２
ｃｍ）的常用加热频率来讲，通常被干燥物料
的Ｄ值大约为几十ｃｍ到几ｃｍ的范围，除很大的物体外，一般可以大致做到表里一致均匀加热。故被干燥物料的尺寸大小，主要取决于穿透深度。１．２．３介质电性质和选择加热效应
微波干燥的效果和被加热物料的电性质有着密切的联系。尸。与介质的介电常数ｅ’和损耗正切ｔ—ｄ之积成正比。各种物质的ｅ’各不相同，但除高含水物料和某些“铁电”物质外，一般介质的ｅ’在１．１０之间，水的ｅ’特别大，为７８．５４。所吼含水量越高，微波所能发挥的效能越好。基于这一点，一般微波源应安装在物料的人口处。各种介质的损耗正切相差更大，优良介质（如石英、聚四氟乙烯等）的ｔａｎ
８＜１／ｌ
０００，所以在微波加热器中，采用聚四氟乙烯
作为传送带或者托滚的材料，用玻璃器皿盛放物料，为的是减少对微波的吸收。吸收性介质的ｔａｎａ最大可以达到十分之几，如水的ｔａｎｄ约为Ｏ．３，故无论从ｔａｎａ还是￡’来看水都能强烈地吸收微波。一
万
方数据《工业炉》第２５卷第３期２００３年８月
般含水量在百分之几到百分之几十的各种含水物质的ｅ’和ｔａｎａ都很大，能有效吸收微波，适用于微波加热。但是由金属或者是优良介质作成的产品不适于用微波加热。因此不同物质微波加热的效果不同，这就是微波加热的选择性。这种选择性使得一些产品不能用微波来直接加热。但是在某些产品干燥中却十分有利。在使用微波干燥产品时，物料中的水分比其中的干物质对微波吸收大的多，温度也就高的多，这种产品内部微波对水的选择加热的结果，使得水分迅速蒸发，使产品不至于过热。特别应该指出的是，其中的干物质主要是通过传导传热，温度会相对地低，这样在物料内部就产生温度均衡的作用。
ｌ，２．４温度效应
物料内部水分有两种状态：自由水和结合水。自由水和结台水的损耗因子是不同的。在加热过程刚开始时，物料含水量高，自由水分子占多数，此时￡”是负温度系数（ｄ￡”／ｄｆ＜０，即温度升高ｅ”下降），故温度低的地方￡”大，吸收功率多，温度高的地方ｅ”小，吸收功率少，有利于均匀加热。而且随着温度
升高，￡”下降，使吸收的微波功率自动减少，这种自动调节是十分有利的。但在干燥后期，自由水分子已经大部分蒸发，剩下的主要是结合水分子，此时ｅ”变成正温度系数（如”／ｄｆ＞Ｏ，即温度升高￡”升高），越是温度高的地方，ｅ”越是大，吸收越是多，而且随着温度的升高，吸收功率随之增多，温升更大，最后会有失去控制的危险。结果会使温度急剧上升，造成过热，使产品烧焦，在严重时甚至能着火。为了保证产品质量，这种现象必须防止，例如在产品将要烘干时，应降低输入的微波功率。
从上面对微波加热原理及特点的介绍，不难看出微波干燥具有以下几个优点：
１）微波加热可以提高热扩散和质扩散率；２）形成内部的压力梯度而提高干燥速度；３）提高干燥速度并不提高物料表面温度和内部温度；
４）选择性加热使能量在物料中按需分配；５）具有更好的产品质量。
２微波干燥的应用
微波干燥设备的资金投入相对较高。微波干燥
４３
讲座：微波干燥原理及其应用
消耗的是高品质的能源——电能，而从电能到电场
能的转化率只有大约５０％。因此这种技术只适合于干燥具有高附加值的产品。比方说，对那些用别的方法需要很长时间才能达到去水要求的产品，或者是，用别的方法不能获得需要的品质（如颜色等）的产品。所以微波干燥只适用于某些特殊情况。微波主要是用来提高干燥能力（迅速去除水分而不在物料内部产生温度梯度）或是用于终端干燥，用于去除干燥后期需要花费很长时间才能出来的几个百分点的水分。一般讲，微波加热可以和对流或真空干燥结合来达到降低能量消耗的目的。目前微波真空干燥和微波冷冻干燥已经有商业化的应用。２．１微波真空干燥技术
微波系统与真空系统相结合的微波真空干燥技术表现出两者的优点，既降低了干燥温度又加快了干燥速度，具有快速、高效、低温等特点，能较好的保留被干燥食品或是药品等物料原有的色香味，而且维生素等热敏性营养成分或者活性成分的损失大为减少，得到较好的于燥品质。该技术特别适用于食品、药品、生物制品等热敏物料的干燥，而且设备成本、操作费用低。
微波真空干燥在果蔬脱水方面具有较大的潜力，果蔬含水量大，用冷冻干燥成本极高。许多研究表明，微波真空干燥果蔬制品，其色香味及热敏成分的保留率十分接近于冷冻干燥。虽然质构较硬，与冷冻干燥有一定的差距，但干燥时间和成本可大幅度降低。美国加州大学研究用微波真空干燥技术生产脱水膨化葡萄，能很好地保持鲜葡萄风味和色泽，外形也能不萎缩。由于微波干燥温度低，干燥时间短，维生素马、Ｂ２、ｃ能得到较高的保留率。如果能将这项高新技术应用于我国新疆葡萄干的制作上，完全会改变我国葡萄干皱瘪外形，而且在风味、品质和营养成分方面也能一改目前的仅有甜味，而维生素几乎完全丧失的局面。２．２微波冷冻干燥
微渡冷冻干燥通常在远低于水的三相点的温度下使用。冷冻干燥是指物料在冻结情况下，由冰直接升华为水蒸汽，中间不经过液相的过程。冷冻干燥制品具有下列特色：保持原有的品质和营养成分；多孔疏松海绵状结构，良好的复水性；不含任何防腐保鲜剂，不需冷藏；重量轻，体积缩小。适用的物料有：
４４
万
方数据１）蔬菜类、水果类、肉禽类、水产品类；调味品和饮品类等多种食品。
２）药用材料，如人参、灵芝、枸杞等中药材。３）花卉和动、植物标本的原物品等。
冷冻干燥已经在医药和食品行业中应用广泛，它的干燥质量是最好的，基本上能保留药品和食品原有的色香味和生物活性。目前我国能打进国际市场的高档脱水蔬菜制品均是采用冷冻工艺生产的，传统的各种干燥工艺无法生产高品质的脱水果蔬。但是冷冻干燥不仅设备昂贵（进口设备一般几十万到几百万美元，国产设备与国外设备相比还有很大差距），且操作费用高（需要维持为５ＭＰａ的高真空，和一４０气的低温，干燥时间为２０ｈ），生产能力有限。现在微波冷冻干燥商业化最大的障碍就是巨大的花费。
不管是在大气还是在真空环境中，可以把微渡应用到各种各样其他的干燥机中。比如说，流化床、喷动床、振动床或是托盘式干燥机中来提高干燥速度。所有这些技术都能带来所需干燥时间的显著减
少，但不幸的是，由于初投资和操作费用非常大，以
至于获得的提高速度和减少用时不能补偿增加的费用。实验证明用微波对流干燥机来干燥处理后的葡萄效果非常好，然而费用也相当高。
３微波干燥的经济核算
目前微波干燥的主要局限性就是成本高，因此有必要进行经济核算。但是微波加热的经济核算很复杂，不同的产品，不同的要求，情况不一，事先准确的经济核算很困难。下面为国外资料介绍的对微波干燥进行经济核算的方法。
某厂生产面食３５０ｋ∥ｈ，初含水为２３％（湿基），在产品干燥过程中将物料加热到８０ｏｃ，产品含水１２．５％（湿基）已知使用普通方法生产单位重量这种产品的工业花费为４．４ｌ元／ｌ【ｇ。如果假定将普通方法干燥的设备的投资和干燥机运行费用除去，单位重量产品的费用就会降到４．１６元／ｋｇ。
如果使用微波干燥，可以用下面的方法来进行经济核算。
Ｐｈ＝Ｍ・Ｃ。・△ｒ
（３）
式中：
《工业炉》第２５卷第３期２００３年８月
Ｐ。。一将物料加热到８０℃理论耗能量，ｋｗ；
Ｍ一单位时间内的产量，ｋ∥ｓ；ｃ。一物料的比热，ｋ｜／（ｋｇ・℃）；△卜～物料升高的温度，℃。
ｃ。＝１．４３５
Ｃ。＝ｇ。。Ｐ。＝０．８×８５．４＝６８．３２元／ｈ每ｋｇ干面食的电成本为：
ｇ“＝ｃ。／３５０＝６８．３２／３５０＝０．１９５元／ｂ
值得强调的是投资折旧应该加到上面的费用中去。通常这种类型设备在每年工作５下的折旧率是１２％／ａ，于是
５００
ｋＪ／ｋｇ‘℃，△ｒ＝５０℃ｈ的情况
因此
尸。。＝（３５０／３６００）×１．４３５×５０＝６．９７６ｋＷ
ｇ，ｄ＝（０．１２×１３３００００）／（５５００×３５０）＝
尸Ｉ。＝肘×（ｍ１一ｍ２／１００—ｍ１）×￡式中：
Ｐ。。一蒸发产品水分需要的理论耗能量，ｋｗ；
（４）
０．０８３元／ｋｇ
因此采用这种新的干燥选择的总的费用是ｇ。。ｔ＝ｇ。。ｌ＋ｇ。止＝０．２７８元／ｋｇ产品
这些费用必须加到普通生产线除去干燥部分时的费用里，大约为４．１６元／虹，将原有的普通干燥替
ｍ，和ｍ：一产品的初含水和终含水（湿基），
ｋｇ／ｋ；
Ｌ一在８０。ｃ时的蒸发潜热２因此
Ｐ。。＝（３５０／３６００）×（２３—１２．５／１００—２３）×
２３０９＝３０．６１２ｋＷ
３０９
ｋＪ／ｋ。
换为微波干燥设备时总的花费为：
ｇ。＝ｇ。。＋４．１６＝４．４３８元／ｋｇ产品
这个花费比使用普通干燥方法（估计值为４．４ｌ元／ｋ产品）的花费要高，但是这种新的方法最大的优势就是将有效的干燥面积降低到原来的２０％。
因此理论上需要的能量为以上二者之和：
Ｐｔ＝Ｐ。。＋尸”＝６．９７６＋３０．６１２≈３７．６ｋＷ
若用微波干燥器假定其转化率为８０％，则
Ｐ。＝Ｐｌ／玑＝３７．６／０．８≈４７．０６ｋｗ
４结束语
微波干燥有其独有的优点，在利用微波加热时，应充分了解微波干燥的特点，了解被干燥物料在微波加热时的性质，利用其有利的方面。应该积极探
取商业上最靠近的值，得到Ｐ。＝５０ｋｗ
估计微波系统的建造费用为１７０００元／ｋｗ，所以费用为：
Ｃ。。＝１７
０００×５０＝８５万元
索微波干燥和其他干燥形式的有效结合，达到降低成本的目的。
能处理３５０ｋｇ／ｈ干面食的工业微波圆筒应用装置大约花费４８万元，意味着整个微波系统的投资是１３３万元。
这种系统的运行费用的估计是基于从输电干线到微波发生器输出的能量转化率（仉）大约为５５％，于是
Ｐ，＝Ｐｇ／＇ｇ＝４７／Ｏ．５５＝８５．５ｋＷ
参考文献：
【１』
Ｂ刊ｉ
Ｍ
Ｎ，Ｍ面ｍｉｄｉＪｒＡ，ｎｄ
Ａ打Ｉ】ｒｙｅｒＡ８８ｉＢｆｅｄ
ＡｈＤＨｅｒ
ｉｎ
ｂｙ胁㈨伸１ｎｃｏｍ叫曲ｎ
Ｐ鹊ｂ
Ｅｖｄｕ砒ｉ∞甜ａ
ｃ帅Ｉ㈣Ｒｍａｗ
１铲Ｉｍｅｍ“ａｎｄ
ｗ汕血ｅｃｎ唧ｅ埘衄越
ｔｌｌｅｓｌｌｏ＾ｃｕＩ
脚沁ｓｙⅡ１ｐ幛ｉｍ，２００２
Ｐｍｄｃｕ“一［Ｒ］
每度电的费用为ｇ。＝Ｏ．８０元／ｋｗ－ｈ
［２］潘永康，王喜忠．现代干燥技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社．１９粥
４５
万方数据
微波干燥原理及其应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
祝圣远， 王国恒
东北大学,热能工程系,沈阳,110004工业炉
INDUSTRIAL FURNACE2003，25(3)28次
参考文献(2条)
1. Berteli M N. Marsaioli Jr A Evaluation of a Continuous Rotary Air Dryer Assisted by Microwave inComparison with the Conventionsl Air Dryer in the Short Cut Pasta Prodcutionm 20022. 潘永康. 王喜忠 现代干燥技术 1998
相似文献(10条)
1.期刊论文 牛国玲. 姜重然. 张世忠. 臧克江. NIU Guo-Ling. JIANG Chong-ran. Zang Ke-jiang. Zhang Xia 中药丸微波干燥灭菌机原理设计 -佳木斯大学学报（自然科学版）2009,27(3)
主要对中药丸微波烘干灭菌系统的工作原理进行了设计.论文给出了采用微波进行中药丸干燥灭菌的优点.系统主要由微波加热设备、物料输送系统、控制与检测系统、排湿系统等部分组成.详细介绍了微波对中药丸进行干燥灭菌的工作流程.
2.期刊论文 安可民. AN Ke-min 微波干燥法在煤中水分快速测试的应用 -煤质技术2007(3)
从仪器的微波干燥原理、微波干燥功率控制、硬件结构及工作流程等方面,介绍了一种采用单片机控制的微波干燥水分的测试仪.仪器采用大屏幕液晶显示,具有自动化程度高,测试速度快,准确性好、功耗小等优点.
3.会议论文 李贤军. 张璧光. 牟群英 微波加热及木材微波干燥的应用 2003
本文简述微波加热的发展概况,阐述了微波加热的原理和特性,分析了微波干燥木材的机理和优点,介绍了微波加热技术在我国木材干燥中的研究与应用情况,展望了木材微波干燥的应用前景,步并对今后的研究方向和重点做了初步的探讨.
4.期刊论文 田玉明. 徐明霞. 葛志平. 赵今伟 微波干燥对共沉淀法制备纳米ZrO2(Y2O3)粉体特性的影响 -天津大学学报2006,39(z1)
针对纳米粉体制备过程中团聚问题,研究了微波干燥和烘箱干燥两种不同的干燥方式对共沉淀法制备的纳米ZrO2粉体粒径、团聚程度、干燥时间及烧结体密度等的影响.结果表明,采用微波干燥不仅可以大大缩短干燥所需时间,而且有利于减弱纳米ZrO2粉体的团聚和团聚强度,制得粒径小、团聚强度低和烧结活性高的纳米ZrO2粉体,生坯经过1 500℃、2 h烧结,烧结密度可达到理论密度的97.3%.在分析微波干燥原理的基础上,提出了纳米粉体微波干燥"爆裂"模型,由于水是一种强极性分子,在微波干燥过程中首先受热汽化产生大量水蒸气,水蒸气受热膨胀使ZrO2干凝胶"爆裂"成为极其微小的碎片,内部水分直接以气体形式排除,不仅大大缩短了生产周期,也有利于减弱纳米ZrO2粉体的团聚和团聚强度.
5.期刊论文 蔡佳斌. 施国萍. 陈珀丽. Cai Jiabin. Shi Guoping. Chen Poli 微波干燥在聚氨酯水性木器涂料中的应用与研究 -中国涂料2008,23(7)
阐述了微波加热干燥的原理,以及微波干燥聚氨酯水性木器涂料的优势,研究和分析了微、波干燥在单组分和双组分聚氯酯水性木器涂料中的应用.
6.期刊论文 童孟良. TONG Meng-liang 微波干燥在亚麻纺织工业的应用 -化纤与纺织技术2006(1)
介绍了微波干燥的原理和主要特点,研究了利用微波干燥亚麻纱管的工艺,探讨了微波辐射时间、微波功率对亚麻纱管脱水率的影响,考察了工业微波干燥机的干燥能力,并将实验结果与传统烘房干燥后亚麻纱的色差和断裂强度进行了比较.
7.期刊论文 程小苏. 钟余发. 曾令可. 税安泽. 王慧. 刘平安. CHENG Xiao-su. ZHONG Yu-fa. ZENG Ling-ke. SHUI An-ze. WANG Hui. LIU Pin-gan 微波干燥陶瓷坯体的应用分析 -工业炉2008,30(5)
结合陶瓷坯体的组成,分析了利用微波干燥陶瓷坯体的原理及特点,并阐述了微波干燥设备相关部件的选择原则,以及在干燥过程中需注意的问题.
8.期刊论文 胡建人 微波杀虫除霉效果与管理 -图书馆建设1999(4)
本文详细阐述了微波处理图书资料的原理与操作方法.内容涉及微波杀灭害虫和微生物的机理、微波干燥原理和纸张微波吸收性以及微波处理的时机.
9.学位论文 祝圣远 微波干燥过程二维传热传质理论分析与数值模拟 2004
微波干燥是近年来应用日益广泛的一项新型干燥技术,但对其传热传质的研究尚不充分,目前主要以试验研究为主,数值模拟较少且多为一维情形,该文试图用二维方法研究微波干燥过程中的现象.该文根据工程传热传质学原理,建立了微波干燥过程中物料内部传热传质的数学模型.并分析了偏微分方程的定解条件,综述了所研究物料的水分扩散系数、比热、介电常数等与温度和含水量有关的参数,以及确定平衡含水量、内热源、对流传质系数的方法.用控制容积方法对控制方程进行了离散,采用附加源项法处理边界条件,用交替方向隐式迭代方法对得到的代数方程求解,得出了微波干燥过程中二维温度场和含水量分布,并用他人的试验结果对该文数值模拟结果进行了验证.由于微波干燥和热风干燥相比有其独到之处,同时热风微波联合干燥是研究应用的热点,该文将微波干燥和热风干燥数值模拟结果进行了对比,并对热风微波联合干燥方式进行了数值模拟.为了确定微波干燥的最佳工艺,对电场强度、频率、介电常数,以及风温、风速、物料尺寸等参数对微波干燥的影响进行了探讨.该文得到的结果对更好地应用微波干燥以及微波干燥器的设计有一定的参考价值;为了更好地利用微波干燥,还需要进行进一步的研究.
10.期刊论文 张薇. ZHANG Wei 微波干燥扇贝柱热质传递模型的研究 -四川理工学院学报（自然科学版）2005,18(2)
以扇贝柱样品探索水产品的微波干燥规律,根据微波加热干燥的质量扩散和热传导原理,建立了微波辐射下水产品干燥的数学模型.研究了在干燥过程中以不同能量的微波辐射和不同样品半径温度和干燥效果的影响,并与采用显示有限差分法求解的数学模拟曲线进行对照.结果表明,试验结果与模拟计算
结果基本吻合,所建立的水产品微波干燥数学模型可成功解释其微波干燥行为.
引证文献(28条)
1. 许平凡. 刘明华. 黄漂漂. 郭育民 龙须菜吸水剂的微波辐射制备工艺及性能[期刊论文]-石油化工高等学校学报2010(1)
2. 葛新锋. 刘存祥 金银花环形微波干燥装置的设计与研究[期刊论文]-食品科技 2010(1)
3. 张玉荣. 成军虎. 周显青. 杨新文. 张艳红 高水分玉米微波干燥特性及对加工品质的影响[期刊论文]-河南工业大学学报（自然科学版） 2009(6)
4. 孙丽萍. 曹文华. 李志辉 优化微波木材干燥模糊控制器的仿真研究[期刊论文]-自动化仪表 2009(12)5. 康燕. 靳玉春 石膏型干燥工艺研究[期刊论文]-铸造设备与工艺 2009(5)6. 蒋玉萍. 王俊 番薯片微波干燥特性及干燥模型[期刊论文]-浙江农业学报 2009(4)7. 熊柳. 孙庆杰 干燥方式对方便米线复水性影响的研究[期刊论文]-食品工业科技 2009(7)8. 严玉环. 宋宁. 姚云 微波在制备ZAO纳米粉体中的应用[期刊论文]-南方金属 2009(1)
9. 周蓓蓓. 孙以泽 微波加热液氨的功率参数试验与分析[期刊论文]-东华大学学报(自然科学版) 2008(5)10. 杨胤. 冯怡. 徐德生. 朱蕾 干燥工艺与中药提取物物理性质的相关性研究[期刊论文]-中国药学杂志 2008(17)11. 税安泽. 王书媚. 刘平安. 曾令可. 王慧. 程小苏 微波辅助干燥技术的应用进展[期刊论文]-中国陶瓷工业 2007(6)12. 李加兴. 袁秋红. 孙金玉. 陈建伏. 陈双平. 刘飞 猕猴桃果脯微波干燥工艺研究[期刊论文]-食品与发酵工业2007(8)
13. 税安泽. 王书媚. 刘平安. 曾令可. 王慧. 程小苏 微波辅助干燥技术的应用进展[期刊论文]-陶瓷 2007(3)14. 陆生海 干燥新技术及其在烘茧中的应用[期刊论文]-丝绸 2007(4)
15. 张世敏. 彭金辉. 杨卜. 范兴祥. 张利波 食盐脱水新工艺研究[期刊论文]-中国井矿盐 2006(3)16. 微波辐射干燥氟化铝的工艺研究[期刊论文]-无机盐工业 2006(8)
17. 王建华. 丁言镁. 左春英 微波对水分子团簇结构影响的探究[期刊论文]-菏泽学院学报 2006(5)18. 童孟良 微波干燥在亚麻纺织工业的应用[期刊论文]-化纤与纺织技术 2006(1)19. 张文华. 卓震 WDZ型智能化微波真空连续干燥机[期刊论文]-化工装备技术 2006(4)20. 范亚男 稻壳制备牙膏用二氧化硅工艺及其产品应用的研究[学位论文]硕士 200621. 杜春林 织物真空微波干燥的实验研究[学位论文]硕士 200622. 王进华 聚四氟乙烯分散树脂的微波干燥研究[学位论文]硕士 2006
23. 杨晓青. 秦文峰. 罗振中. 贺跃辉 微波加热技术在钼工业中的应用[期刊论文]-中国钼业 2005(2)
24. 杨卜. 彭金辉. 汪云华. 张世敏. 范兴祥. 郭胜惠 微波辐射煅烧法制取氧化锌新工艺[期刊论文]-新技术新工艺2005(12)
25. 石鑫 颗粒状物料穿流干燥过程降速段数学模型与模拟[学位论文]硕士 200526. 李艳芬 水玻璃砂微波硬化特性及溃散性的研究[学位论文]硕士 200527. 祝圣远. 王国恒 微波干燥过程数学描述[期刊论文]-工业炉 2004(1)28. 马先英 中等水分蔬菜热风/微波组合干燥的研究[学位论文]硕士 2004
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_gyl200303013.aspx
授权使用：中国农业机械化科学研究院(wfnyjx)，授权号：64c61381-e41a-484c-8d5b-9e6a00e9dccc
下载时间：2011年1月13日
文章编号：１００１—６９８８【２００３）０３一００４２—０４
微波干燥原理及其应用
祝圣远．王国恒
（东北大学热能工程系，沈阳１１０００４）
摘要：介绍了微波干燥的原理和主要特点及其应用的现状．并且给出了微波干燥经济核算的计算方法。关键词：微波干燥；原理；应用；经济核算中圈分类号：１１（１７３
文献标识码：Ｂ
ＰｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄＡｐｐⅡｃａｔｉｏｎｏｆ
Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ
Ｄｒｙｉｎｇ
ＺＨＵ
Ｓｈｅ“ｇ—ｙｕ卸，ＷＡＮＧ
Ｇｕｏ・ｈｅ“ｇ
（ｍ肌“Ｅ，刨ｗｅ—ｎｇＤ印。一榭蹦ｏ，Ⅳｏ—ｋ∞加跏沁糟毋，鼢删恤增１１０００４，∞ｆ∞）
Ａｂｓｈ胃ｃｔ：ｎｉ８
８ｈｏｗＢ
ａ
ｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔ１１ｅ面ｎｃｉｐｌｅ，ｌｈｅ
ｅｃ叩ｏ“ｌｙ
ｈ聃ｉｃ
ｃｈ啪ｃｔｅ五ｓ６ｃｓ锄ｄ
ｄｒｙｉ“ｇ．
８ｐｐｌｉｃ撕ｏｎ
ｏｆ工Ｉ】ｉｃｒｏｗａｖｅ
ｄｒｙｉｎｇ，肌ｄ
ｍｅ山ｏｄｔｏｃａ‘ｒｙｏｕｔｔ｝ｌｅｅｖａ｜ｕａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｗａｖｅ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：商ｃｏｒ｝Ｄｗａｖｅｄｒｙｉ“ｇ；ｐｆｉｎｃｉｐｌｅ；印ｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｅｃｏｎｏｍｙｍ之间，频率在３．ｏ×
ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
微波是波长在ｌ
ｍｍ～１
结果一部分能量转化为分子热运动功能，即以热的形式表现出来，从而物料被加热。也就是电场能转化为势能，尔后转化为热能。单位体积内介质吸收的微波功率尸。与该处的电场强度和频率，有下列关系：
只＝２Ⅱｅｏｅ７ｔⅡｎ占Ｅ了
（１）
１０２～３，Ｏ×１０５ＭＨｚ具有穿透性的一种电磁波。在工业加热上只允许使用特定的频率，在我国为９１５Ｍ№和２
４５０
ＭＩｋ。微波干燥起源于２０世纪４０年
代，到６０年代末，微波已能应用于加热、干燥、杀虫、灭菌、医疗等领域。由于微波具有的独特优点，使其发展很快，微波技术及其应用作为一项高新技术被指定为我国“十五”计划重点研发项目。
式中：ｅｏ一真空中的介电常数，ｅｏ＝８．８５×１０“２（Ａ・
８）／（Ｖ・ｍ）；
ｓ’一介质的“介电系数”，是表征介质极化程度
１微波干燥机理
１．１微波加热原理
当介电质置于交变电磁场中时，带有不对称电荷的分子受到交变电磁场的激励，产生转动，由于物质内部原有的分子无规律热运动和相邻分子之间作用，分子的转动受到干扰和限制，产生“摩擦效应”，
收稿日期：２００３一０６一ｌＯ
作者简介：祝圣远（１９７８一），男，硕士研究生研究方向为微波干燥的原理和应用
４２
的参量，（Ａ・ｓ）／（ｖ・ｍ）；
ｔ一８一介质的“损耗正切”，是表征介质损耗的
参量；
Ｅ一电场强度，、ｙｍ。
１．２微波加热的特点
微波加热具有以下几个主要特点。１．２．１就地加热，里外一起热，加热速度快
这是微波加热的最大特点，不管是传导、对流、
辐射的加热方式，热源都是在外面，物料温度的升高是由外及里，将表面加热之后再传导到内部，这要受到傅立叶定律的限制，通常被加热物料是热的不良
万方数据
导体，有很大的热阻，加热时间自然很长。微波加热热量在被加热物料内部产生，这样里外一起热，不仅温度很均匀，而且不会带来夹生现象。
常规加热时，温度表面高，内部低，这种温度分布，不利于水分迅速蒸发。而微波加热里外一起热，同时因为表面较容易散热，往往是内部温度高于外部，温度梯度方向和水分梯度的方向相同，传热和传质方向一致，促使内部水分迅速蒸发，形成内部压力梯度，使水分很快扩散到表面挥发掉，这就使干燥时间大为缩短。
１．２．２穿透能力与加热均匀性
穿透能力是指电磁波穿透到物体内部的本领，电磁渡透人介质表面并向里传播时，能量不断被吸收转化成热能，渡所携带的能量由表向里以指数衰减，电磁波的能量衰减到只有表面处的１／ｅ２。１／２．７２２—１３．５％时所能透人的介质的深度Ｄ，称为“穿透深度”，大约有８６．５％的能量在介质表面深度为Ｄ的一层内消耗掉，也就是说热量主要在这一层产生。近似地有：
Ｄ：——：当—一
（２）Ⅱ√Ｅ’恤ｎ占
上式表明，一般介质的穿透深度大致与波长是同一数量级。以９１５ＭＨｚ（＾＝３３ｃｍ）和２
４５０ＭＨｚ（＾
＝１２．２
ｃｍ）的常用加热频率来讲，通常被干燥物料
的Ｄ值大约为几十ｃｍ到几ｃｍ的范围，除很大的物体外，一般可以大致做到表里一致均匀加热。故被干燥物料的尺寸大小，主要取决于穿透深度。１．２．３介质电性质和选择加热效应
微波干燥的效果和被加热物料的电性质有着密切的联系。尸。与介质的介电常数ｅ’和损耗正切ｔ—ｄ之积成正比。各种物质的ｅ’各不相同，但除高含水物料和某些“铁电”物质外，一般介质的ｅ’在１．１０之间，水的ｅ’特别大，为７８．５４。所吼含水量越高，微波所能发挥的效能越好。基于这一点，一般微波源应安装在物料的人口处。各种介质的损耗正切相差更大，优良介质（如石英、聚四氟乙烯等）的ｔａｎ
８＜１／ｌ
０００，所以在微波加热器中，采用聚四氟乙烯
作为传送带或者托滚的材料，用玻璃器皿盛放物料，为的是减少对微波的吸收。吸收性介质的ｔａｎａ最大可以达到十分之几，如水的ｔａｎｄ约为Ｏ．３，故无论从ｔａｎａ还是￡’来看水都能强烈地吸收微波。一
万
方数据《工业炉》第２５卷第３期２００３年８月
般含水量在百分之几到百分之几十的各种含水物质的ｅ’和ｔａｎａ都很大，能有效吸收微波，适用于微波加热。但是由金属或者是优良介质作成的产品不适于用微波加热。因此不同物质微波加热的效果不同，这就是微波加热的选择性。这种选择性使得一些产品不能用微波来直接加热。但是在某些产品干燥中却十分有利。在使用微波干燥产品时，物料中的水分比其中的干物质对微波吸收大的多，温度也就高的多，这种产品内部微波对水的选择加热的结果，使得水分迅速蒸发，使产品不至于过热。特别应该指出的是，其中的干物质主要是通过传导传热，温度会相对地低，这样在物料内部就产生温度均衡的作用。
ｌ，２．４温度效应
物料内部水分有两种状态：自由水和结合水。自由水和结台水的损耗因子是不同的。在加热过程刚开始时，物料含水量高，自由水分子占多数，此时￡”是负温度系数（ｄ￡”／ｄｆ＜０，即温度升高ｅ”下降），故温度低的地方￡”大，吸收功率多，温度高的地方ｅ”小，吸收功率少，有利于均匀加热。而且随着温度
升高，￡”下降，使吸收的微波功率自动减少，这种自动调节是十分有利的。但在干燥后期，自由水分子已经大部分蒸发，剩下的主要是结合水分子，此时ｅ”变成正温度系数（如”／ｄｆ＞Ｏ，即温度升高￡”升高），越是温度高的地方，ｅ”越是大，吸收越是多，而且随着温度的升高，吸收功率随之增多，温升更大，最后会有失去控制的危险。结果会使温度急剧上升，造成过热，使产品烧焦，在严重时甚至能着火。为了保证产品质量，这种现象必须防止，例如在产品将要烘干时，应降低输入的微波功率。
从上面对微波加热原理及特点的介绍，不难看出微波干燥具有以下几个优点：
１）微波加热可以提高热扩散和质扩散率；２）形成内部的压力梯度而提高干燥速度；３）提高干燥速度并不提高物料表面温度和内部温度；
４）选择性加热使能量在物料中按需分配；５）具有更好的产品质量。
２微波干燥的应用
微波干燥设备的资金投入相对较高。微波干燥
４３
讲座：微波干燥原理及其应用
消耗的是高品质的能源——电能，而从电能到电场
能的转化率只有大约５０％。因此这种技术只适合于干燥具有高附加值的产品。比方说，对那些用别的方法需要很长时间才能达到去水要求的产品，或者是，用别的方法不能获得需要的品质（如颜色等）的产品。所以微波干燥只适用于某些特殊情况。微波主要是用来提高干燥能力（迅速去除水分而不在物料内部产生温度梯度）或是用于终端干燥，用于去除干燥后期需要花费很长时间才能出来的几个百分点的水分。一般讲，微波加热可以和对流或真空干燥结合来达到降低能量消耗的目的。目前微波真空干燥和微波冷冻干燥已经有商业化的应用。２．１微波真空干燥技术
微波系统与真空系统相结合的微波真空干燥技术表现出两者的优点，既降低了干燥温度又加快了干燥速度，具有快速、高效、低温等特点，能较好的保留被干燥食品或是药品等物料原有的色香味，而且维生素等热敏性营养成分或者活性成分的损失大为减少，得到较好的于燥品质。该技术特别适用于食品、药品、生物制品等热敏物料的干燥，而且设备成本、操作费用低。
微波真空干燥在果蔬脱水方面具有较大的潜力，果蔬含水量大，用冷冻干燥成本极高。许多研究表明，微波真空干燥果蔬制品，其色香味及热敏成分的保留率十分接近于冷冻干燥。虽然质构较硬，与冷冻干燥有一定的差距，但干燥时间和成本可大幅度降低。美国加州大学研究用微波真空干燥技术生产脱水膨化葡萄，能很好地保持鲜葡萄风味和色泽，外形也能不萎缩。由于微波干燥温度低，干燥时间短，维生素马、Ｂ２、ｃ能得到较高的保留率。如果能将这项高新技术应用于我国新疆葡萄干的制作上，完全会改变我国葡萄干皱瘪外形，而且在风味、品质和营养成分方面也能一改目前的仅有甜味，而维生素几乎完全丧失的局面。２．２微波冷冻干燥
微渡冷冻干燥通常在远低于水的三相点的温度下使用。冷冻干燥是指物料在冻结情况下，由冰直接升华为水蒸汽，中间不经过液相的过程。冷冻干燥制品具有下列特色：保持原有的品质和营养成分；多孔疏松海绵状结构，良好的复水性；不含任何防腐保鲜剂，不需冷藏；重量轻，体积缩小。适用的物料有：
４４
万
方数据１）蔬菜类、水果类、肉禽类、水产品类；调味品和饮品类等多种食品。
２）药用材料，如人参、灵芝、枸杞等中药材。３）花卉和动、植物标本的原物品等。
冷冻干燥已经在医药和食品行业中应用广泛，它的干燥质量是最好的，基本上能保留药品和食品原有的色香味和生物活性。目前我国能打进国际市场的高档脱水蔬菜制品均是采用冷冻工艺生产的，传统的各种干燥工艺无法生产高品质的脱水果蔬。但是冷冻干燥不仅设备昂贵（进口设备一般几十万到几百万美元，国产设备与国外设备相比还有很大差距），且操作费用高（需要维持为５ＭＰａ的高真空，和一４０气的低温，干燥时间为２０ｈ），生产能力有限。现在微波冷冻干燥商业化最大的障碍就是巨大的花费。
不管是在大气还是在真空环境中，可以把微渡应用到各种各样其他的干燥机中。比如说，流化床、喷动床、振动床或是托盘式干燥机中来提高干燥速度。所有这些技术都能带来所需干燥时间的显著减
少，但不幸的是，由于初投资和操作费用非常大，以
至于获得的提高速度和减少用时不能补偿增加的费用。实验证明用微波对流干燥机来干燥处理后的葡萄效果非常好，然而费用也相当高。
３微波干燥的经济核算
目前微波干燥的主要局限性就是成本高，因此有必要进行经济核算。但是微波加热的经济核算很复杂，不同的产品，不同的要求，情况不一，事先准确的经济核算很困难。下面为国外资料介绍的对微波干燥进行经济核算的方法。
某厂生产面食３５０ｋ∥ｈ，初含水为２３％（湿基），在产品干燥过程中将物料加热到８０ｏｃ，产品含水１２．５％（湿基）已知使用普通方法生产单位重量这种产品的工业花费为４．４ｌ元／ｌ【ｇ。如果假定将普通方法干燥的设备的投资和干燥机运行费用除去，单位重量产品的费用就会降到４．１６元／ｋｇ。
如果使用微波干燥，可以用下面的方法来进行经济核算。
Ｐｈ＝Ｍ・Ｃ。・△ｒ
（３）
式中：
《工业炉》第２５卷第３期２００３年８月
Ｐ。。一将物料加热到８０℃理论耗能量，ｋｗ；
Ｍ一单位时间内的产量，ｋ∥ｓ；ｃ。一物料的比热，ｋ｜／（ｋｇ・℃）；△卜～物料升高的温度，℃。
ｃ。＝１．４３５
Ｃ。＝ｇ。。Ｐ。＝０．８×８５．４＝６８．３２元／ｈ每ｋｇ干面食的电成本为：
ｇ“＝ｃ。／３５０＝６８．３２／３５０＝０．１９５元／ｂ
值得强调的是投资折旧应该加到上面的费用中去。通常这种类型设备在每年工作５下的折旧率是１２％／ａ，于是
５００
ｋＪ／ｋｇ‘℃，△ｒ＝５０℃ｈ的情况
因此
尸。。＝（３５０／３６００）×１．４３５×５０＝６．９７６ｋＷ
ｇ，ｄ＝（０．１２×１３３００００）／（５５００×３５０）＝
尸Ｉ。＝肘×（ｍ１一ｍ２／１００—ｍ１）×￡式中：
Ｐ。。一蒸发产品水分需要的理论耗能量，ｋｗ；
（４）
０．０８３元／ｋｇ
因此采用这种新的干燥选择的总的费用是ｇ。。ｔ＝ｇ。。ｌ＋ｇ。止＝０．２７８元／ｋｇ产品
这些费用必须加到普通生产线除去干燥部分时的费用里，大约为４．１６元／虹，将原有的普通干燥替
ｍ，和ｍ：一产品的初含水和终含水（湿基），
ｋｇ／ｋ；
Ｌ一在８０。ｃ时的蒸发潜热２因此
Ｐ。。＝（３５０／３６００）×（２３—１２．５／１００—２３）×
２３０９＝３０．６１２ｋＷ
３０９
ｋＪ／ｋ。
换为微波干燥设备时总的花费为：
ｇ。＝ｇ。。＋４．１６＝４．４３８元／ｋｇ产品
这个花费比使用普通干燥方法（估计值为４．４ｌ元／ｋ产品）的花费要高，但是这种新的方法最大的优势就是将有效的干燥面积降低到原来的２０％。
因此理论上需要的能量为以上二者之和：
Ｐｔ＝Ｐ。。＋尸”＝６．９７６＋３０．６１２≈３７．６ｋＷ
若用微波干燥器假定其转化率为８０％，则
Ｐ。＝Ｐｌ／玑＝３７．６／０．８≈４７．０６ｋｗ
４结束语
微波干燥有其独有的优点，在利用微波加热时，应充分了解微波干燥的特点，了解被干燥物料在微波加热时的性质，利用其有利的方面。应该积极探
取商业上最靠近的值，得到Ｐ。＝５０ｋｗ
估计微波系统的建造费用为１７０００元／ｋｗ，所以费用为：
Ｃ。。＝１７
０００×５０＝８５万元
索微波干燥和其他干燥形式的有效结合，达到降低成本的目的。
能处理３５０ｋｇ／ｈ干面食的工业微波圆筒应用装置大约花费４８万元，意味着整个微波系统的投资是１３３万元。
这种系统的运行费用的估计是基于从输电干线到微波发生器输出的能量转化率（仉）大约为５５％，于是
Ｐ，＝Ｐｇ／＇ｇ＝４７／Ｏ．５５＝８５．５ｋＷ
参考文献：
【１』
Ｂ刊ｉ
Ｍ
Ｎ，Ｍ面ｍｉｄｉＪｒＡ，ｎｄ
Ａ打Ｉ】ｒｙｅｒＡ８８ｉＢｆｅｄ
ＡｈＤＨｅｒ
ｉｎ
ｂｙ胁㈨伸１ｎｃｏｍ叫曲ｎ
Ｐ鹊ｂ
Ｅｖｄｕ砒ｉ∞甜ａ
ｃ帅Ｉ㈣Ｒｍａｗ
１铲Ｉｍｅｍ“ａｎｄ
ｗ汕血ｅｃｎ唧ｅ埘衄越
ｔｌｌｅｓｌｌｏ＾ｃｕＩ
脚沁ｓｙⅡ１ｐ幛ｉｍ，２００２
Ｐｍｄｃｕ“一［Ｒ］
每度电的费用为ｇ。＝Ｏ．８０元／ｋｗ－ｈ
［２］潘永康，王喜忠．现代干燥技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社．１９粥
４５
万方数据
微波干燥原理及其应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
祝圣远， 王国恒
东北大学,热能工程系,沈阳,110004工业炉
INDUSTRIAL FURNACE2003，25(3)28次
参考文献(2条)
1. Berteli M N. Marsaioli Jr A Evaluation of a Continuous Rotary Air Dryer Assisted by Microwave inComparison with the Conventionsl Air Dryer in the Short Cut Pasta Prodcutionm 20022. 潘永康. 王喜忠 现代干燥技术 1998
相似文献(10条)
1.期刊论文 牛国玲. 姜重然. 张世忠. 臧克江. NIU Guo-Ling. JIANG Chong-ran. Zang Ke-jiang. Zhang Xia 中药丸微波干燥灭菌机原理设计 -佳木斯大学学报（自然科学版）2009,27(3)
主要对中药丸微波烘干灭菌系统的工作原理进行了设计.论文给出了采用微波进行中药丸干燥灭菌的优点.系统主要由微波加热设备、物料输送系统、控制与检测系统、排湿系统等部分组成.详细介绍了微波对中药丸进行干燥灭菌的工作流程.
2.期刊论文 安可民. AN Ke-min 微波干燥法在煤中水分快速测试的应用 -煤质技术2007(3)
从仪器的微波干燥原理、微波干燥功率控制、硬件结构及工作流程等方面,介绍了一种采用单片机控制的微波干燥水分的测试仪.仪器采用大屏幕液晶显示,具有自动化程度高,测试速度快,准确性好、功耗小等优点.
3.会议论文 李贤军. 张璧光. 牟群英 微波加热及木材微波干燥的应用 2003
本文简述微波加热的发展概况,阐述了微波加热的原理和特性,分析了微波干燥木材的机理和优点,介绍了微波加热技术在我国木材干燥中的研究与应用情况,展望了木材微波干燥的应用前景,步并对今后的研究方向和重点做了初步的探讨.
4.期刊论文 田玉明. 徐明霞. 葛志平. 赵今伟 微波干燥对共沉淀法制备纳米ZrO2(Y2O3)粉体特性的影响 -天津大学学报2006,39(z1)
针对纳米粉体制备过程中团聚问题,研究了微波干燥和烘箱干燥两种不同的干燥方式对共沉淀法制备的纳米ZrO2粉体粒径、团聚程度、干燥时间及烧结体密度等的影响.结果表明,采用微波干燥不仅可以大大缩短干燥所需时间,而且有利于减弱纳米ZrO2粉体的团聚和团聚强度,制得粒径小、团聚强度低和烧结活性高的纳米ZrO2粉体,生坯经过1 500℃、2 h烧结,烧结密度可达到理论密度的97.3%.在分析微波干燥原理的基础上,提出了纳米粉体微波干燥"爆裂"模型,由于水是一种强极性分子,在微波干燥过程中首先受热汽化产生大量水蒸气,水蒸气受热膨胀使ZrO2干凝胶"爆裂"成为极其微小的碎片,内部水分直接以气体形式排除,不仅大大缩短了生产周期,也有利于减弱纳米ZrO2粉体的团聚和团聚强度.
5.期刊论文 蔡佳斌. 施国萍. 陈珀丽. Cai Jiabin. Shi Guoping. Chen Poli 微波干燥在聚氨酯水性木器涂料中的应用与研究 -中国涂料2008,23(7)
阐述了微波加热干燥的原理,以及微波干燥聚氨酯水性木器涂料的优势,研究和分析了微、波干燥在单组分和双组分聚氯酯水性木器涂料中的应用.
6.期刊论文 童孟良. TONG Meng-liang 微波干燥在亚麻纺织工业的应用 -化纤与纺织技术2006(1)
介绍了微波干燥的原理和主要特点,研究了利用微波干燥亚麻纱管的工艺,探讨了微波辐射时间、微波功率对亚麻纱管脱水率的影响,考察了工业微波干燥机的干燥能力,并将实验结果与传统烘房干燥后亚麻纱的色差和断裂强度进行了比较.
7.期刊论文 程小苏. 钟余发. 曾令可. 税安泽. 王慧. 刘平安. CHENG Xiao-su. ZHONG Yu-fa. ZENG Ling-ke. SHUI An-ze. WANG Hui. LIU Pin-gan 微波干燥陶瓷坯体的应用分析 -工业炉2008,30(5)
结合陶瓷坯体的组成,分析了利用微波干燥陶瓷坯体的原理及特点,并阐述了微波干燥设备相关部件的选择原则,以及在干燥过程中需注意的问题.
8.期刊论文 胡建人 微波杀虫除霉效果与管理 -图书馆建设1999(4)
本文详细阐述了微波处理图书资料的原理与操作方法.内容涉及微波杀灭害虫和微生物的机理、微波干燥原理和纸张微波吸收性以及微波处理的时机.
9.学位论文 祝圣远 微波干燥过程二维传热传质理论分析与数值模拟 2004
微波干燥是近年来应用日益广泛的一项新型干燥技术,但对其传热传质的研究尚不充分,目前主要以试验研究为主,数值模拟较少且多为一维情形,该文试图用二维方法研究微波干燥过程中的现象.该文根据工程传热传质学原理,建立了微波干燥过程中物料内部传热传质的数学模型.并分析了偏微分方程的定解条件,综述了所研究物料的水分扩散系数、比热、介电常数等与温度和含水量有关的参数,以及确定平衡含水量、内热源、对流传质系数的方法.用控制容积方法对控制方程进行了离散,采用附加源项法处理边界条件,用交替方向隐式迭代方法对得到的代数方程求解,得出了微波干燥过程中二维温度场和含水量分布,并用他人的试验结果对该文数值模拟结果进行了验证.由于微波干燥和热风干燥相比有其独到之处,同时热风微波联合干燥是研究应用的热点,该文将微波干燥和热风干燥数值模拟结果进行了对比,并对热风微波联合干燥方式进行了数值模拟.为了确定微波干燥的最佳工艺,对电场强度、频率、介电常数,以及风温、风速、物料尺寸等参数对微波干燥的影响进行了探讨.该文得到的结果对更好地应用微波干燥以及微波干燥器的设计有一定的参考价值;为了更好地利用微波干燥,还需要进行进一步的研究.
10.期刊论文 张薇. ZHANG Wei 微波干燥扇贝柱热质传递模型的研究 -四川理工学院学报（自然科学版）2005,18(2)
以扇贝柱样品探索水产品的微波干燥规律,根据微波加热干燥的质量扩散和热传导原理,建立了微波辐射下水产品干燥的数学模型.研究了在干燥过程中以不同能量的微波辐射和不同样品半径温度和干燥效果的影响,并与采用显示有限差分法求解的数学模拟曲线进行对照.结果表明,试验结果与模拟计算
结果基本吻合,所建立的水产品微波干燥数学模型可成功解释其微波干燥行为.
引证文献(28条)
1. 许平凡. 刘明华. 黄漂漂. 郭育民 龙须菜吸水剂的微波辐射制备工艺及性能[期刊论文]-石油化工高等学校学报2010(1)
2. 葛新锋. 刘存祥 金银花环形微波干燥装置的设计与研究[期刊论文]-食品科技 2010(1)
3. 张玉荣. 成军虎. 周显青. 杨新文. 张艳红 高水分玉米微波干燥特性及对加工品质的影响[期刊论文]-河南工业大学学报（自然科学版） 2009(6)
4. 孙丽萍. 曹文华. 李志辉 优化微波木材干燥模糊控制器的仿真研究[期刊论文]-自动化仪表 2009(12)5. 康燕. 靳玉春 石膏型干燥工艺研究[期刊论文]-铸造设备与工艺 2009(5)6. 蒋玉萍. 王俊 番薯片微波干燥特性及干燥模型[期刊论文]-浙江农业学报 2009(4)7. 熊柳. 孙庆杰 干燥方式对方便米线复水性影响的研究[期刊论文]-食品工业科技 2009(7)8. 严玉环. 宋宁. 姚云 微波在制备ZAO纳米粉体中的应用[期刊论文]-南方金属 2009(1)
9. 周蓓蓓. 孙以泽 微波加热液氨的功率参数试验与分析[期刊论文]-东华大学学报(自然科学版) 2008(5)10. 杨胤. 冯怡. 徐德生. 朱蕾 干燥工艺与中药提取物物理性质的相关性研究[期刊论文]-中国药学杂志 2008(17)11. 税安泽. 王书媚. 刘平安. 曾令可. 王慧. 程小苏 微波辅助干燥技术的应用进展[期刊论文]-中国陶瓷工业 2007(6)12. 李加兴. 袁秋红. 孙金玉. 陈建伏. 陈双平. 刘飞 猕猴桃果脯微波干燥工艺研究[期刊论文]-食品与发酵工业2007(8)
13. 税安泽. 王书媚. 刘平安. 曾令可. 王慧. 程小苏 微波辅助干燥技术的应用进展[期刊论文]-陶瓷 2007(3)14. 陆生海 干燥新技术及其在烘茧中的应用[期刊论文]-丝绸 2007(4)
15. 张世敏. 彭金辉. 杨卜. 范兴祥. 张利波 食盐脱水新工艺研究[期刊论文]-中国井矿盐 2006(3)16. 微波辐射干燥氟化铝的工艺研究[期刊论文]-无机盐工业 2006(8)
17. 王建华. 丁言镁. 左春英 微波对水分子团簇结构影响的探究[期刊论文]-菏泽学院学报 2006(5)18. 童孟良 微波干燥在亚麻纺织工业的应用[期刊论文]-化纤与纺织技术 2006(1)19. 张文华. 卓震 WDZ型智能化微波真空连续干燥机[期刊论文]-化工装备技术 2006(4)20. 范亚男 稻壳制备牙膏用二氧化硅工艺及其产品应用的研究[学位论文]硕士 200621. 杜春林 织物真空微波干燥的实验研究[学位论文]硕士 200622. 王进华 聚四氟乙烯分散树脂的微波干燥研究[学位论文]硕士 2006
23. 杨晓青. 秦文峰. 罗振中. 贺跃辉 微波加热技术在钼工业中的应用[期刊论文]-中国钼业 2005(2)
24. 杨卜. 彭金辉. 汪云华. 张世敏. 范兴祥. 郭胜惠 微波辐射煅烧法制取氧化锌新工艺[期刊论文]-新技术新工艺2005(12)
25. 石鑫 颗粒状物料穿流干燥过程降速段数学模型与模拟[学位论文]硕士 200526. 李艳芬 水玻璃砂微波硬化特性及溃散性的研究[学位论文]硕士 200527. 祝圣远. 王国恒 微波干燥过程数学描述[期刊论文]-工业炉 2004(1)28. 马先英 中等水分蔬菜热风/微波组合干燥的研究[学位论文]硕士 2004
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_gyl200303013.aspx
授权使用：中国农业机械化科学研究院(wfnyjx)，授权号：64c61381-e41a-484c-8d5b-9e6a00e9dccc
下载时间：2011年1月13日