發(fā)芽糙米微波干燥室內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度分布分析

劉成海，徐 浩，秦慶雨，付晗宇，王辰飛，沈柳楊，劉 釵，朱廣浩，孫井坤，鄭先哲*

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，哈爾濱 150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院，哈爾濱 150030）

發(fā)芽糙米富含γ-氨基丁酸、肌醇、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，為滿足消費(fèi)者營(yíng)養(yǎng)和健康需求，干燥后品質(zhì)指標(biāo)成為發(fā)芽糙米干燥工藝與設(shè)備研發(fā)關(guān)注問(wèn)題[1]。發(fā)芽糙米由糙米經(jīng)濕法發(fā)芽獲得，初始含水率超過(guò)30.0%（w.b.），糙米發(fā)芽溫度需高于30℃，短時(shí)間干燥至含水率15.0%（w.b.）以下，否則出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)成分降解、異味等品質(zhì)劣變現(xiàn)象[2]。因此，干燥效率和生產(chǎn)能力是發(fā)芽糙米干燥設(shè)備關(guān)鍵性能指標(biāo)。廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品干燥處理。隨電磁學(xué)、材料學(xué)等相關(guān)學(xué)科研究深入和用戶對(duì)微波設(shè)備新需求，微波干燥機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)是研究重點(diǎn)[3]。

目前微波干燥機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要集中在兩方面：①模擬微波能在干燥機(jī)內(nèi)部分布，以提高微波輻射均勻性為目標(biāo)，優(yōu)化微波干燥機(jī)干燥室結(jié)構(gòu)和形狀[4]。王明翔等應(yīng)用HFSS軟件模擬波導(dǎo)口位置和數(shù)量對(duì)矩形諧振腔內(nèi)部電磁場(chǎng)分布影響，確定多波導(dǎo)口對(duì)稱設(shè)置可有效改善腔體內(nèi)電磁場(chǎng)分布均勻性，設(shè)計(jì)對(duì)稱結(jié)構(gòu)正六邊形微波諧振腔[5]。研究磁控管與波導(dǎo)、波導(dǎo)與諧振腔匹配問(wèn)題，降低微波傳遞損失，以提高微波有效利用，避免因微波反射不當(dāng)造成打火、擊穿破壞。②依據(jù)物料干燥特性或品質(zhì)要求，以提高微波能利用率和分布均勻性為目標(biāo)，研制適合某類物料干燥微波干燥系統(tǒng)。王飛根據(jù)焦糖色素制取工藝要求和介電特性指標(biāo)（介電常數(shù)、介電損耗因數(shù)和穿透深度）隨水分變化規(guī)律，以微波干燥設(shè)備腔體中模式較多、簡(jiǎn)并比少、波形因數(shù)高等為優(yōu)化目標(biāo)，確定適合焦糖色素微波干燥腔體尺寸，干燥時(shí)物料溫度均勻度高、干燥品質(zhì)符合要求[6]。針對(duì)藥丸等物料脫水速度過(guò)快易開(kāi)裂，需一定濕度環(huán)境干燥，張燕燕等設(shè)計(jì)多層連續(xù)式微波藥丸干燥設(shè)備，抽濕系統(tǒng)采用設(shè)備出口底部進(jìn)風(fēng)、頂部抽風(fēng)方式，使冷卻風(fēng)在設(shè)備內(nèi)部呈“S”型運(yùn)動(dòng)，有效改善藥丸干燥效果[7]。

微波加熱屬于體加熱方式，導(dǎo)致物料干燥不均勻、干燥強(qiáng)度大，引起農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)劣變，如稻谷裂紋、果蔬變色[8]。已有微波干燥機(jī)發(fā)芽糙米干燥試驗(yàn)，僅30%微波輸出功率用于發(fā)芽糙米升溫和干燥去水，影響微波干燥發(fā)芽糙米品質(zhì)與效率。微波在干燥室內(nèi)傳遞模式是影響微波能利用與吸收主要因素之一，不同磁控管排布方式及干燥室結(jié)構(gòu)均對(duì)微波能吸收產(chǎn)生重要影響。

本文運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，針對(duì)發(fā)芽糙米微波干燥機(jī)干燥室不同結(jié)構(gòu)和微波輸入功率，模擬干燥室內(nèi)輸送帶料層上電場(chǎng)分布，計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度分布百分比，分析微波干燥機(jī)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度分布規(guī)律，確定最佳磁控管波導(dǎo)排布方式及干燥室結(jié)構(gòu)。

1 材料與方法

1.1 發(fā)芽糙米準(zhǔn)備

發(fā)芽糙米由阿城金都米業(yè)提供，稻谷品種為長(zhǎng)粒香，初始含水率33.0%（w.b.）。糙米在35℃下發(fā)芽36 h，得到萌芽狀態(tài)發(fā)芽糙米；常溫下將發(fā)芽糙米運(yùn)至東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏實(shí)驗(yàn)室，冰柜冷藏（4℃）備用。

1.2 試驗(yàn)方案

利用自行設(shè)計(jì)微波干燥機(jī)（見(jiàn)圖1）展開(kāi)發(fā)芽糙米模擬干燥試驗(yàn)。發(fā)射微波磁控管安裝在微波干燥機(jī)頂部，微波經(jīng)波導(dǎo)口向干燥腔輻射，提供干燥所需能量；常溫氣流運(yùn)動(dòng)方向與輸送帶平行，通過(guò)料層上方產(chǎn)生質(zhì)熱對(duì)流傳遞。本研究設(shè)計(jì)干燥機(jī)內(nèi)含三層輸送帶，輸送帶在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下勻速運(yùn)動(dòng)。物料從進(jìn)料口進(jìn)入干燥機(jī)腔，均勻鋪在輸送帶上，每層輸送帶末端灑落到下層輸送帶始端。微波從干燥室頂端波導(dǎo)饋能口輸入干燥腔內(nèi)，形成多模式電磁波振蕩，引起溫度升高和水分蒸發(fā)；根據(jù)微波能在物料內(nèi)臨界滲透深度Lcrit=2.7δ-0.08（δ是與物料介電特性指標(biāo)有關(guān)衰減因子倒數(shù)），確定鋪放在輸送帶上發(fā)芽糙米厚度略小于Lcrit/4，微波穿過(guò)上一物料層，投射到下一物料層產(chǎn)生體積熱，升溫干燥，至最后一層；風(fēng)機(jī)在干燥機(jī)側(cè)面通過(guò)氣流均布室向干燥室鼓入常溫氣流，氣流運(yùn)動(dòng)與輸送帶第一、三層為順流方向，與第二層為逆流方向，實(shí)現(xiàn)微波輻射與空氣對(duì)流組合干燥過(guò)程。

圖1 三重連續(xù)式微波干燥機(jī)發(fā)芽糙米過(guò)程Fig.1 Schematic process of GBR dried by a continuous microwave dryer with three layer

1.3 微波干燥機(jī)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度分布計(jì)算程序

針對(duì)干燥室不同結(jié)構(gòu)和微波輸入功率，運(yùn)用Ansoft HFSS軟件（13.0，ANSYS公司），計(jì)算和描繪干燥室內(nèi)輸送帶料層上電場(chǎng)分布，截取每個(gè)料層上電場(chǎng)分布圖，用MATLAB軟件編程，計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度分布百分比，得到均勻度指標(biāo)。

I=imread('*.jpg'); %讀取電場(chǎng)分布彩色圖片

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z0=max(max(max(I))) %圖象中最大灰度

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total=white+black %下限灰度像素?cái)?shù)

ratio=white/(white+black) %百分比

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥室內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度仿真條件

運(yùn)用電磁仿真設(shè)計(jì)軟件HFSS，模擬微波干燥室內(nèi)電磁場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度分布，計(jì)算物料電場(chǎng)強(qiáng)度值，分析磁控管安裝方式和干燥機(jī)形狀對(duì)微波能反射影響，為確定微波體積熱和分析微波場(chǎng)分布均勻性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。分析表明，在微波干燥室內(nèi)微波傳遞、反射、吸收等過(guò)程，受微波輸入功率、干燥室（簡(jiǎn)化設(shè)為諧振腔）形狀、尺寸和物料介電特性指標(biāo)影響。設(shè)計(jì)連續(xù)式微波干燥機(jī)應(yīng)考慮生產(chǎn)能力、工藝流程和磁控管安裝布局及冷卻方式等因素，優(yōu)先滿足干燥機(jī)整體形狀、干燥室尺寸（長(zhǎng)、寬、高）和輸送帶規(guī)格等結(jié)構(gòu)參數(shù)。確定干燥機(jī)整體形狀為長(zhǎng)方體，干燥室長(zhǎng)、寬、高依次為4 000、600和800 mm；干燥室內(nèi)輸送帶長(zhǎng)度和寬度分別為4 000和600 mm。為提高仿真結(jié)果適用性和優(yōu)化干燥室內(nèi)微波能分布，本研究依據(jù)上述干燥機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)構(gòu)建多重干燥機(jī)形狀，利用三維結(jié)構(gòu)電磁場(chǎng)Ansoft HFSS仿真軟件，分析磁控管波導(dǎo)安裝方式（橫式、縱式等）、干燥室三維面過(guò)渡形式（直角和圓?。?duì)干燥室內(nèi)電磁場(chǎng)傳遞和分布影響規(guī)律，優(yōu)化干燥室內(nèi)物料輸送帶安裝位置。微波干燥機(jī)輸出總功率24 kW，單體磁控管輸出功率1 200 W，微波功率2.45 GHz，選用相同規(guī)格磁控管（三星OM75P（11）風(fēng)冷型）20個(gè)，波導(dǎo)口尺寸40×80 mm。磁控管中微波能輸出波導(dǎo)安裝位置對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度、分布影響顯著[13]。應(yīng)用1.3中程序，計(jì)算微波干燥腔內(nèi)電場(chǎng)分布和均勻度。

2.2 微波干燥腔內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度分布分析

在微波干燥發(fā)芽糙米過(guò)程中，干燥室內(nèi)各層輸送帶上電場(chǎng)強(qiáng)度見(jiàn)圖2～9，每層電場(chǎng)特征值見(jiàn)表1～8。

由圖2和表1可知，磁控管波導(dǎo)縱向排列微波干燥機(jī)圓棱角干燥室，上層和底層輸送帶上電場(chǎng)強(qiáng)度高于中層電場(chǎng)強(qiáng)度，中層電場(chǎng)分布較上、下層均勻。磁控管波導(dǎo)口縱向排列和干燥室周邊圓弧形過(guò)渡，微波傳遞和反射集中在上下兩層輸送帶物料上，經(jīng)兩層吸收后透射至中層物料上微波能減弱，電場(chǎng)強(qiáng)度下降，分布較均勻。

圖2 磁控管波導(dǎo)縱向排列微波干燥機(jī)圓棱角干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布Fig.2 Electric field distribution of drying indoor with circular edges in microwave dryer with verticalarrangement of the magnetron waveguide

表1 磁控管波導(dǎo)縱向排列微波干燥機(jī)圓棱角干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布特征值Table1 Characteristic value of electric field distribution of drying indoor with circular edges in microwave dryer with vertical arrangement of the magnetron waveguide

由圖3和表2可知，微波干燥機(jī)干燥室內(nèi)，干燥層上電場(chǎng)強(qiáng)度由高到低依次漸強(qiáng)，由于磁控管波導(dǎo)口縱橫排列方式，使沿長(zhǎng)度方向上相鄰波導(dǎo)傳遞微波方向相互垂直，引起電場(chǎng)干涉和波導(dǎo)口反射，削弱電場(chǎng)強(qiáng)度，距離波導(dǎo)口越遠(yuǎn)（z軸→坐標(biāo)系原點(diǎn)方向），波導(dǎo)口干涉作用越弱，受周面直棱角對(duì)微波傳遞散射作用，使電場(chǎng)強(qiáng)度在中層和下層逐次加強(qiáng)，中層均勻度最高；底層受干燥室底板反射作用，電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)最高值，但均勻度最差。這種電場(chǎng)分布有較高干燥強(qiáng)度和較好均勻性，速度快、品質(zhì)好。

由圖4和表3可知，在磁控管波導(dǎo)口花式排列直棱角干燥室內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度在中間輸送帶料層上最高，上層最低、底層居中偏低，表明在上部料層處，花式排列磁控管波導(dǎo)口輸出電磁波有反射和干涉作用，受周面直棱角散射作用，上層平均電場(chǎng)強(qiáng)度減弱，分布不均勻；從上層透射微波能集中到中層，電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)最高水平，而經(jīng)過(guò)上、中兩層透射后，底層微波能量減少，電場(chǎng)強(qiáng)度較低，均勻度較高。

圖3 磁控管波導(dǎo)縱橫排列和直棱角微波干燥機(jī)干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布Fig.3 Electric field distribution of drying indoor with straight edges in microwave dryer with vertical arrangement of the magnetron waveguide

表2 磁控管波導(dǎo)縱橫排列和直棱角微波干燥機(jī)干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布特征值Table2 Characteristic value of electric field distribution of drying indoor with straight edges in microwave dryer with vertical arrangement of the magnetron waveguide

圖4 磁控管波導(dǎo)口花式排列直棱角干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布Fig.4 Electric field distribution of drying indoor with straight edges in microwave dryer with fancy arrangement of the magnetron waveguide

表3 磁控管波導(dǎo)口花式排列直棱角干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布特征值Table3 Characteristic value of electric field distribution of drying indoor with straight edges in microwave dryer with fancy arrangement of the magnetron waveguide

由圖5和表4結(jié)果可知，在磁控管波導(dǎo)入口花式排列圓棱角干燥室內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度由上層到底層依次漸強(qiáng)，由于近波導(dǎo)口電磁波反射和干涉作用較強(qiáng)，電場(chǎng)強(qiáng)度較弱，離開(kāi)波導(dǎo)口距離越遠(yuǎn)，作用減弱，電場(chǎng)強(qiáng)度分布均勻性提高，但周面圓棱形過(guò)渡有利于電磁波集中，可提高電場(chǎng)強(qiáng)度。

由圖6和表5可知，磁控管波導(dǎo)交錯(cuò)排列圓棱角干燥室內(nèi)，從波導(dǎo)口輸出電磁波，因角度合適其反射和干涉作用減弱，假設(shè)周面弧形過(guò)渡面反射集中作用，可使干燥室整體電場(chǎng)強(qiáng)度處于較高水平，呈中間高、上層和底層較低電場(chǎng)強(qiáng)度，但電場(chǎng)分布均勻性較差。此電場(chǎng)分布干燥強(qiáng)度較高但均勻性差。

由圖7和表6可知，從上層輸送帶經(jīng)中層到底層輸送帶，電場(chǎng)強(qiáng)度呈低到高分布，原因是上層處電場(chǎng)干涉削弱和底部電場(chǎng)反射強(qiáng)化，但周面直棱角過(guò)渡引起電磁波散射，電場(chǎng)分布不均勻，整體電場(chǎng)強(qiáng)度均勻性較差。微波干燥時(shí)，發(fā)芽糙米從上層輸送帶頂端進(jìn)入干燥機(jī)，但上層電場(chǎng)強(qiáng)度低，干燥能力弱，隨物料進(jìn)入下層輸送帶，電場(chǎng)強(qiáng)度增高，干燥速度加快，但高溫物料進(jìn)入高強(qiáng)度電場(chǎng)中，加劇溫度升高，引起品質(zhì)劣變，電場(chǎng)分布均勻性差，干燥后發(fā)芽糙米水分含量不均。

圖5 磁控管波導(dǎo)入口花式排列圓棱角干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布Fig.5 Electric field distribution of drying indoor with circular edges in microwave dryer with the fancy arrangement of the magnetron waveguide

表4 磁控管波導(dǎo)入口花式排列圓棱角干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布特征值Table4 Characteristic value of electric field distribution of drying indoor with circular edges in microwave dryer with fancy arrangement of the magnetron waveguid

圖6 磁控管波導(dǎo)交錯(cuò)排列圓棱角干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布Fig.6 Electric field distribution of drying indoor with circular edges in microwave dryer with staggered arrangement of the magnetron waveguide

表5 磁控管波導(dǎo)交錯(cuò)排列圓棱角干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布特征值Table5 Characteristic value of electric field distribution of drying indoor with circular edges in microwave dryer with staggered arrangement of the magnetron waveguid

圖7 磁控管波導(dǎo)交錯(cuò)排列直棱角干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布Fig.7 Electric field distribution of drying indoor with straight edges in microwave dryer with staggered arrangement of the magnetron waveguide

表6 磁控管波導(dǎo)交錯(cuò)排列直棱角干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布特征值Table6 Characteristic value of electric field distribution of drying indoor with straight edges in microwave dryer with staggered arrangement of the magnetron waveguid

由圖8和表7可知，在磁控管波導(dǎo)口橫向排列圓棱角干燥室內(nèi)，在中層輸送帶上平均電場(chǎng)強(qiáng)度最高，但均勻性較差，原因是上層電磁波干涉作用削弱電場(chǎng)強(qiáng)度，電場(chǎng)透射到中層量較大；其次是在底層輸送帶，均勻性較好；上層輸送帶上平均電場(chǎng)強(qiáng)度最低，均勻性最差。此電場(chǎng)分布干燥強(qiáng)度高、速度快，均勻性較好。

由圖9和表8可知，在磁控管波導(dǎo)出口橫向排列直棱角干燥室，橫向排列波導(dǎo)出口引起電磁波反射減少，上層干燥強(qiáng)度增大，均勻性最差；底層因干燥室底板反射加強(qiáng)微波強(qiáng)度，電場(chǎng)強(qiáng)度最高，均勻性較差；中層電場(chǎng)強(qiáng)度最低，均勻性較差。此電場(chǎng)分布干燥室，干燥效率低，均勻性差，溫度高導(dǎo)致發(fā)芽糙米品質(zhì)劣變。

比較圖2～9電磁場(chǎng)在3層物料上分布，以各層平均電場(chǎng)強(qiáng)度最高和平均變異系數(shù)最低為選擇依據(jù)，運(yùn)用1.3程序，結(jié)果見(jiàn)表9。

圖6中磁控管波導(dǎo)交錯(cuò)排列圓棱角干燥室內(nèi)電場(chǎng)分布最高平均值18 545.3 V·m-1，平均變異系數(shù)為0.5；其次是圖3磁控管波導(dǎo)縱向排橫列和直棱角干燥室內(nèi)平均電場(chǎng)強(qiáng)度為11 198.9 V·m-1，電磁波分布變異系數(shù)低為0.3。高變異系數(shù)表明電場(chǎng)分布不均勻程度較高，局部電場(chǎng)較高引起干燥后發(fā)芽糙米水分和溫度不均勻。

圖8 磁控管波導(dǎo)口橫向排列圓棱角干燥室內(nèi)微波場(chǎng)分布Fig.8 Electric field distribution of drying indoor with circular edges in microwave dryer with horizontal arrangement of the magnetron waveguide

表7 磁控管波導(dǎo)口橫向排列圓棱角干燥室內(nèi)微波場(chǎng)分布特征值Table7 Characteristic value of electric field distribution of drying indoor with circular edges in microwave dryer with horizontal arrangement of the magnetron waveguid

圖9 磁控管波導(dǎo)出口橫向排列直棱角干燥室電場(chǎng)分布Fig.9 Electric field distribution of drying indoor with straight edges in microwave dryer with horizontal arrangement of the magnetron waveguide

表8 磁控管波導(dǎo)出口橫向排列直棱角干燥室電場(chǎng)分布特征值Table8 Characteristic value of electric field distribution of drying indoor with straight edges in microwave dryer with horizontal arrangement of the magnetron waveguid

表9 微波干燥機(jī)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度和均勻度比較Table9 Comparison of electric field intensity and uniformity in microwave drying machine

2.3 模型驗(yàn)證

受試驗(yàn)條件和設(shè)備限制，本文無(wú)法直接測(cè)定微波干燥機(jī)內(nèi)發(fā)芽糙米料層電場(chǎng)強(qiáng)度分布。為證實(shí)仿真優(yōu)化結(jié)果合理性，針對(duì)優(yōu)化微波干燥機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)，用紅外相機(jī)測(cè)定料層上溫度；采用COMSOL軟件模擬相同微波干燥條件下發(fā)芽糙米料層上溫度分布，用內(nèi)熱源（微波體積熱）非等溫流體傳熱、表層水分蒸發(fā)和對(duì)流傳質(zhì)擴(kuò)散模塊表征發(fā)芽糙米微波干燥過(guò)程。微波干燥臺(tái)架試驗(yàn)和仿真模型中發(fā)芽糙米溫度變化見(jiàn)圖10。

圖10 發(fā)芽糙米溫度試驗(yàn)值和模擬值比較Fig.10 Comparison of temperature of measurement and simulation for the layer of germination brown rice in a continuous microwave dryer

由圖10可知，在干燥前期試驗(yàn)值和模擬值具有較高擬合程度，但在干燥后期臺(tái)架試驗(yàn)中物料溫度值趨向穩(wěn)定，模型中溫度值仍繼續(xù)上升。由于在臺(tái)架試驗(yàn)中，干燥前期初始含水率較高，水介電常數(shù)較大，微波吸收能力強(qiáng)，料層吸收微波能主要用于升溫，水分逐漸蒸發(fā)；吸收微波能主要用于料層液態(tài)水分蒸發(fā)，溫度趨于恒定值。但在仿真模型構(gòu)建過(guò)程中忽略物料水分表層蒸發(fā)，吸收微波能全部用于升溫，導(dǎo)致干燥溫度持續(xù)上升，干燥后期溫度略高于試驗(yàn)值。不同微波強(qiáng)度下試驗(yàn)值與模擬值之間均方根誤差（RMSE）值較低，證明該仿真模型可靠，證實(shí)料層上電場(chǎng)強(qiáng)度仿真結(jié)果正確，優(yōu)化結(jié)果有利于改善料層上電場(chǎng)分布均勻性，提高微波能利用率。

3 討論

微波加工過(guò)程中，物料對(duì)微波能吸收和轉(zhuǎn)化能力影響加工效率、能量利用和產(chǎn)品質(zhì)量，是評(píng)價(jià)微波設(shè)備先進(jìn)性和加工工藝適用性主要依據(jù)[10]。在微波設(shè)備矩形波導(dǎo)諧振腔內(nèi)，入射波與反射波相遇，產(chǎn)生駐波現(xiàn)象，產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)分布、物料受熱不均，影響干燥品質(zhì)[11]。有關(guān)電場(chǎng)分布均勻性和強(qiáng)度研究認(rèn)為，改變波導(dǎo)排布方式，增加磁控管數(shù)量，調(diào)整干燥腔結(jié)構(gòu)可有效改善電場(chǎng)分布效果[12-13]。發(fā)芽糙米具有高含水率和熱敏性成分豐富等特性[1,14]，現(xiàn)有通用微波干燥設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)發(fā)芽糙米高品質(zhì)、高效率干燥加工。為此，本研究以自行設(shè)計(jì)三重連續(xù)式微波干燥機(jī)為模型，針對(duì)發(fā)芽糙米在干燥室內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度和分布均勻性分析，確定磁控管波導(dǎo)縱向排橫列和直棱角微波干燥機(jī)干燥室形式，有較高微波能利用率和微波場(chǎng)分布均勻度，間接試驗(yàn)結(jié)果可證實(shí)其合理性，研究結(jié)果可為提高微波干燥發(fā)芽糙米均勻性和控制干燥溫度提供理論依據(jù)。

4 結(jié) 論

a.運(yùn)用電場(chǎng)仿真軟件HFSS分析自行設(shè)計(jì)三重連續(xù)式微波干燥機(jī)內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度，研究發(fā)現(xiàn)，磁控管波導(dǎo)安裝方式（橫式、縱式等）及干燥室結(jié)構(gòu)（干燥室內(nèi)六條邊界面間過(guò)渡形式）對(duì)發(fā)芽糙米電場(chǎng)分布均勻性及強(qiáng)度有顯著影響，電場(chǎng)強(qiáng)度重要影響因素是波導(dǎo)排布位置和安裝形式。

b.磁控管波導(dǎo)縱向排橫列和直棱角微波干燥機(jī)干燥室形式，有較高微波能利用率和電場(chǎng)強(qiáng)度均勻度，磁控管波導(dǎo)交錯(cuò)排列圓棱角干燥室，平均電場(chǎng)強(qiáng)度最大，但電場(chǎng)分布不均勻。

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