【摘要】：干燥是一種最古老和最傳統(tǒng)的加工工藝。熱風干燥具有結構簡單、易實現(xiàn)的特點,但干燥過程中熱量是從物料表面向內部傳遞,物料表面變的越來越致密,阻礙了內部水分向外遷移及擴散,干燥速率會越來越小。微波干燥具有內外同時加熱的優(yōu)點。微波干燥能耗大,處理量小,以及物料微波吸收不均勻的缺點,并且因為微波加熱的速度快,常常由于外表面散熱不及時而使物體內部溫升過高,從而造成干燥效果不佳�，F(xiàn)階段微波輸出功率的控制方法多采用時間間斷式控制,通過改變磁控管的通斷時間實現(xiàn)微波平均輸出功率的調節(jié),這種方式不能改變微波的瞬間功率,微波功率輸出控制不精確,對物料品質影響較大。本文在分析微波爐工作的原理上,研究磁控管功率的調節(jié)方式,通過吸收法、調壓法和阻抗法三種方式實現(xiàn)微波功率的連續(xù)可調,結果表明：三種方式均可改變磁控管的瞬間輸出功率。綜合比較,調壓法較為簡單和經(jīng)濟,適合作為微波功率連續(xù)調節(jié)的控制方式。在此基礎上研制一種功率連續(xù)可調的熱風微波耦合系統(tǒng)。系統(tǒng)的控制部分采用三菱PLC實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制和工作參數(shù)的設定。該系統(tǒng)實現(xiàn)了微波干燥和熱風干燥兩種干燥方式的耦合；并且可以實現(xiàn)微波功率的連續(xù)可調以及熱風風速和熱風溫度的連續(xù)可調。為了克服微波場的不均勻性,作者在所設計的系統(tǒng)中采用旋轉滾筒的方式,通過物料在滾筒中運動的方式以達到對微波均勻吸收的目的。所設計的系統(tǒng)可以根據(jù)不同物料的干燥要求,選擇某種單一干燥方式或耦合干燥方式進行干燥。本文通過兩類試驗驗證了設計系統(tǒng)的可控性和有效性。第一類是根據(jù)微波爐能量測量的國標方法,測量磁控管的實際有效輸出功率,用于計算本系統(tǒng)實際輸出的功率以及驗證功率的連續(xù)性可調。從試驗結果可以得到該系統(tǒng)微波部分有效輸出功率為55%左右。第二類是通過馬鈴薯塊(6半6*6)對裝置進行干燥驗證試驗。對相同重量大小的馬鈴薯塊,采用不同的干燥方式,在不同干燥參數(shù)情況下進行干燥對比實驗,選取的溫度為50℃,微波功率分別為：0W、400W、600W、 800W。干燥試驗結果表明在不同參數(shù)情況下進行干燥,干燥的能耗相差很大,最小能耗僅為最大能耗的5%。在干燥速度方面,同樣存在差異,干燥速度最快的僅需20min,而最慢的需要630min。以色差值作為評價指標,選擇50℃、800w干燥方式,干燥后物料顏色上的還原度最高。所設計熱風微波耦合干燥系統(tǒng)具有能耗低,效率高的特點。試驗結果表明熱風微波耦合干燥速率明顯優(yōu)于單一熱風、微波干燥,能耗上也優(yōu)于單一熱風干燥。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S226.6

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