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众所周知,糖厂是耗能大户,其生产蒸发过程需要消耗大量的高温高压蒸汽。传统的蒸发工艺大多存在设备结构复杂,生产成本高、传热效率低,能耗高等缺点。本文首次提出以微波作为糖厂的蒸发热源,通过自行设计微波加热实验装置,对微波加热蒸发浓缩糖汁的工艺过程进行试验研究,验证了该方法的可行性。主要研究内容及结论如下:
1、自行设计制造微波加热实验装置。首先由生产能力计算出微波功率,根据最大耗散功率及经验设计方法,再考虑模式数目、品质因数、制造成本等因素择优确定加热室尺寸:250×355×280。同时完成了微波传输系统的设计,确定了馈能口的位置,给出了微波系统、控制系统及真空系统方案,最后对装置的性能参数进行了测定。
2、利用ANSYS分析软件对实验装置谐振腔电磁场分布进行仿真分析。证明所设计微波加热谐振腔谐振模式较多,能有效实现模式互补使电磁场分布较为均匀,有利于改善微波加热均匀性。
3、从能量守恒及物料守恒原理出发,通过对微波加热蒸发浓缩过程进行动力学分析,建立起了微波加热蒸发浓缩过程的数学模型。试验曲线与由数学模型建立的理论曲线能较好的吻合。
4、通过一系列糖汁微波加热蒸发浓缩特性试验,对影响微波蒸发浓缩糖汁工艺的各种因素进行试验分析,总结出该实验装置在不同试验条件下糖汁微波加热蒸发浓缩规律,同时选择较优的工艺参数进行了试验,最后进行了能耗计算,可为下一步的微波加热蒸发浓缩设备设计筛选条件。