大功率真空微波杀青设备结构设计及电磁仿真分析

摘要

真空微波杀青是指在真空条件下利用微波对茶叶进行杀青处理。采用真空微波设备进行茶叶杀青，可以实现茶叶的快速低温杀青处理，避免单纯微波杀青由于温度过高造成茶叶中热敏性物质的损耗，能较好地保持茶叶原有的色泽及氨基酸、维生素C等营养成分，提高茶叶产品的品质。
　　前期采用试验研究，分析研究了真空微波杀青工艺与其他杀青工艺对茶叶品质的影响，这为设计连续真空微波杀青设备主要技术参数的确定提供了依据。在详细分析连续真空微波杀青设备的工作原理和功能要求的基础上，进行了连续真空微波杀青设备的总体设计和关键部件结构设计。主要研究内容和结论如下：
　　1.微波杀青速度快、效率高，真空条件下，水的沸点降低，水的蒸发速度加快，能进一步缩短茶叶微波杀青的时间，提高茶叶杀青效率。
　　2.杀青温度的降低，有利于茶叶中氨基酸、维生素C等热敏性物质的保留，有利于提高茶叶产品的品质和质量。
　　3.详细分析了微波加热腔的设计依据，由被加热物体的大小决定箱体的最小体积，由微波加热腔的效率决定箱体的最大体积；根据生产能力确定了所需微波源总功率的大小，选用十八只功率为2KW的磁控管；通过软件仿真技术，确定了微波加热腔的长度为1000mm，宽度为600mm，高度为400mm。
　　4.确定了连续真空微波杀青设备相关系统的组成，设计了茶叶进出料系统，茶叶均匀性调整装置以及微波抑制装置等关键部件的结构。
　　5.通过软件仿真技术对微波加热腔进行电磁场仿真分析，研究微波加热器的匹配问题；提出了两种微波馈入方案，获得了较好的微波加热方式。

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第一章 绪 论

1.1 课题的来源及目的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

第二章 真空微波杀青的基本原理

2.1 微波的基本特性

2.2 矩形导波系统

2.3 微波加热的原理

2.4 真空环境对茶叶微波杀青的影响

本章小结

第三章 真空微波茶叶杀青工艺的研究

3.1 引言

3.2 试验材料及方法

3.3 试验结果及分析

本章小结

第四章 真空微波杀青设备的研究与设计

4.1 微波系统

4.2 微波加热腔

4.3 微波抑制结构

4.4 进出料系统

4.5 真空系统

4.6 输送系统

4.7 茶叶均匀性调整装置

本章小结

第五章 微波加热腔的电磁场仿真分析

5.1 耦合口对矩形加热腔电场分布的影响

5.2 加热腔顶板高度对腔内电场分布的影响

5.3 不同微波馈入方式对腔内电场分布的影响

本章小结

第六章 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录