气流微波干燥是在高压气流条件下利用微波对物料进行干燥加工,在瞬间泄压情况下完成膨化的一种新型膨化技术。可在短时间内实现物料的快速低温干燥,改变因传统干燥方式造成的高耗能和产品品质劣化的缺点。本文分析了微波干燥膨化果片的干燥特性和膨化特性,根据相应的工艺参数对气流微波干燥膨化设备的设计进行了详细分析,研制出一套较系统的气流微波干燥膨化设备,并运用分析软件对影响膨化的重要因素进行了分析,优化了其工艺条件。主要研究内容和结论如下:　　 (1)研究了气流微波条件下果片的干燥特性、膨化机理及工艺。分析了水分在物料内的存在方式及在微波辐射条件下的蒸发方式。物料内水分含量较高,水分的介电常数较大,能在很大程度上吸收微波能,同时由于微波的加热特性等因素决定了物料可以在短时间内被干燥到所需要求,在压力差和温度差同时作用下,液态水和蒸汽的直接排出,产生的泵送效应使果片的组织结构膨胀并且固化,形成类似蜂窝结构的产品,达到膨化效果。　　 (2)分析了温度、压力、微波功率、含水量和切片厚度对果蔬膨化过程的影响。通过研究人员的实验数据得出较理想的微波干燥的取值范围。　　 (3)根据膨化干燥时所需的参数条件和膨化率的影响规律分析设计气流微波膨化设备。详细阐述了气流微波干燥室的设计依据。由生产能力计算微波总功率,计算出最大功率耗散密度,从而确定出膨化罐的最小体积,再考虑电磁波的谐振模式等因素,以及膨化罐要有较高的品质因数,确定膨化罐直径为600mm,长度为1200mm。通过对过程设备设计的计算,得出膨化罐的厚度为4mm,封头为标准椭圆封头,内径为600mm,厚度为4mm,高度为175mm。为了防止气体泄漏和微波泄漏,设计出筒体和封头的密封结构。选择微波耦合口的位置,使膨化罐内电磁波有更多的工作模式,能量均匀分布。　　 (4)确定了微波系统与物料传输系统的结构、真空系统与冷却系统的组成。通过研究电磁波的传播特性,选择波导的类型、设计波导的尺寸。　　 (5)通过ANSYS10.0有限元分析软件对干燥过程进行分析,主要包括温度场的分析、高温气流运动方向的分析、高频电磁场的分析等。通过有限元分析可知如何优化温度场的分布,进而改善物料的受热情况,提高产品品质。　　 (6)提出新型膨化设备的优化组合,如连续式瞬间微波膨化设备、微波-光波组合干燥方式。