马铃薯微波干燥动力学建模与仿真

摘要

采用自制微波热风耦合干燥系统,对马铃薯丁在不同微波功率(600、900、1 200和1 500 W)干燥下的温度和含水率进行试验,得到马铃薯微波干燥曲线、干燥速率曲线以及干燥的最佳微波功率密度,建立马铃薯丁微波干燥动力学模型和有效水分扩散模型。将马铃薯丁的有效水分扩散系数模型代入到COMSOL Multiphysics软件中,建立电磁场、固体传热和稀物质传递三场耦合模型,结果表明,马铃薯丁的微波干燥速率经过270 s的加速期后,便进入降速期,微波干燥的最佳微波功率密度为6 W/g,其干燥模型可用Page方程描述,马铃薯丁微波干燥有效水分扩散系数为4.35×10–9~9.02×10–9 m2/s。