发芽糙米微波干燥能量吸收与利用研究

发布时间：2022-02-28 19:18

　　发芽糙米富含功能性成分,具有较高市场价值,但新鲜的发芽糙米含水率较高,容易出现霉变和细菌繁殖现象,微波干燥可使发芽糙米快速降至安全含水率。但发芽糙米微波干燥过程中微波能吸收和利用规律不清、高能效干燥模式缺乏等问题限制该技术的产业化应用和推广。针对上述问题,本研究在台架试验基础上,利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics构建电磁、热、质耦合模型,从微波能、热、质传递和分布特征角度,探究发芽糙米连续式微波干燥过程中能量吸收和利用规律;采用数值模拟与台架试验相结合方法,优化最佳微波能吸收率下微波设备结构,解析微波干燥条件（微波强度、风速、每循环干燥时间和料层厚度）对微波能利用效率、爆腰率和色度的影响规律,提出高能效和高品质发芽糙米微波干燥模式。主要研究结果和结论如下:（1）基于电磁学和传热传质学基本理论,建立具备多物理场耦合特征的发芽糙米微波干燥过程模型。连续式微波干燥机磁控管馈口间存在耗损与反射,料层表面的电场均匀度降低,微波能吸收能力减弱;当吸收的微波能转化为热能时,料层内温升和降水量的增幅低于微波输入功率增幅,微波干燥条件决定温度和水分变化特征,影响微波能利用效率。（2... 

【文章来源】：东北农业大学黑龙江省211工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 发芽糙米及其营养功效
        1.1.1 发芽糙米的生物学特性
        1.1.2 发芽糙米的营养功效
    1.2 微波干燥技术概述
        1.2.1 微波干燥技术原理
        1.2.2 微波干燥技术特点
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 微波干燥过程模拟研究
        1.3.2 微波能吸收和利用研究
    1.4 研究内容与方法
        1.4.1 研究目的和意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 技术路线
2 发芽糙米连续式微波干燥过程模拟研究
    2.1 发芽糙米微波干燥系统模型建立
        2.1.1 几何模型建立
        2.1.2 模型假设
        2.1.3 控制方程
        2.1.4 边界条件
        2.1.5 网格划分
        2.1.6 模型求解
    2.2 模型验证
        2.2.1 样品准备
        2.2.2 试验设备
        2.2.3 试验方法
    2.3 评价指标及计算方法
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 微波干燥腔内电场强度分布
        2.4.2 微波干燥时发芽糙米料层的微波能吸收
        2.4.3 微波干燥时发芽糙米料层的温度和水分变化过程分析
    2.5 本章小结
3 发芽糙米微波干燥系统能量吸收研究
    3.1 连续式微波干燥机基本参数确定
        3.1.1 微波输入功率
        3.1.2 微波干燥腔尺寸
    3.2 波导口排列方式对微波能吸收的影响规律
        3.2.1 波导口排列方式选择
        3.2.2 结果与分析
    3.3 干燥腔壁面过渡形式对微波能吸收的影响规律
        3.3.1 壁面过渡形式选择
        3.3.2 结果与分析
    3.4 输送带安装位置对微波能吸收的影响规律
        3.4.1 安装位置选择
        3.4.2 结果与分析
    3.5 试验验证
        3.5.1 微波干燥发芽糙米各能量的表征
        3.5.2 试验方法
        3.5.3 结果与分析
    3.6 本章小结
4 发芽糙米微波干燥能量利用效率研究
    4.1 材料与方法
        4.1.1 材料准备
        4.1.2 试验设备
        4.1.3 试验流程及方法
        4.1.4 试验设计
        4.1.5 指标测定
        4.1.6 数据处理
    4.2 数值模拟
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 发芽糙米微波干燥特性研究
        4.3.2 发芽糙米微波干燥品质研究
        4.3.3 发芽糙米微波能利用效率研究
    4.4 本章小结
5 结论
    5.1 主要结论
    5.2 研究创新
    5.3 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3645430