基于浒苔低湿气体对流微波干燥动力学模型及其干燥机理研究

浒苔是一种大型经济绿藻，但近几年爆发却成了海洋环境的一种污染，传统干燥技术能耗高，营养成分破坏大，成本高等特点，本研究以低湿空气对流辅助微波加热的方式干燥浒苔，能有效降低干燥成本，降低营养成分破坏，提高干燥速度，是一种切实可行的干燥高含水率产品的方式，为浒苔的干燥开辟新的干燥方式，解决高成本问题，为高效利用浒苔资源，变废为宝提供技术支持。但其干燥模型尚未建立，干燥机理并未准确定论，本项目拟以浒苔为干燥对象，通过改变微波功率、微波间歇比、空气湿度、物料厚度、空气流量、加热时间等因素，建立动力学干燥模型。同时，通过测定浒苔的显微结构、物理特性参数、重量、温度曲线的变化及数学模型的分析，确定低湿空气对流辅助微波干燥的机理。通过建立干燥模型和确定干燥机理及规律，从而为进一步降低干燥能耗、提高干燥速度、充分利用资源。

浒苔是极具开发价值的经济海洋藻类资源。但近年由于全球变暖，由浒苔等海洋绿藻大量增殖而引起“绿潮”的频率和发生地理范围呈增长趋势。如何有效利用浒苔资源，已成为改善生态环境和海藻综合利用的重要课题。传统干燥技术存在能耗较高、营养成分损失较大、干燥效率较低等问题，且关于浒苔的干燥机理和模型尚未明确。本项目采用热泵辅助微波技术干燥浒苔，研制了热泵－微波联合干燥设备，由热泵系统、微波系统和控制系统组成，为浒苔的干燥提供了有效手段；建立了热泵对流辅助微波干燥浒苔的数学模型，优化了工艺条件，有效的提高了干燥速度并降低营养成分破坏；研究分析了干燥过程中浒苔的干燥特性和规律，并建立了干燥动力学模型；研究分析了水分和热量在浒苔干燥过程中的传递过程及机理，建立了水分传输模型并验证，为进一步研究和应用低湿空气对流辅助微波技术，降低干燥能耗、提高干燥速度、充分利用浒苔资源提供了理论基础。