本课题研究意在开发微波真空干燥技术,对其过程进行数学模拟,并应用于食品脱水干燥和浓缩。首先研制了实验规模的微波真空干燥器,该设备主要特点如下:被干燥物料能在谐振腔内随转盘转动,削除了微波加热的热点,微波功率和真空度可调,并可实时观察物料的干燥情况。以胡萝卜片为实验材料,研究了片状物料微波真空干燥的动力学数学模型。该模型根据物料的显热、潜热和吸收的微波能的能量平衡,通过的大量实验数据对模型进行验证,结果表明样品从初始含水量干燥到含水量(干基)的干燥阶段,理论干燥曲线和实验干燥曲线非常吻合,并且此阶段干燥速率是一常数;当样品的含水量的干燥段,实验干燥曲线开始稍偏离理论干燥曲线,而样品的含水量的干燥段,实验干燥曲线大幅度偏离理论干燥曲线,所以当的干燥段,理论干燥动力学数学模型必必须进行修正,因而引进修正系数,通过对实验数据的非线性回归,得到了修正系数的数学表达式。干燥动力学试验时微波能和真空压力变化范围较大,理论模型和试验都表明干燥速率与微波功率大小成正比,与真空压力下水的汽化潜热的大小成反比。以胡萝卜片为试验材料,研究了薄片物料在微波真空干燥过程中物料内部的温度分布和温度变化。试验表明:当样品的厚度小于8 mm时,其中心温度和表面温度大小相同,内部的温度分布均匀;而当样品的厚度大于 8 mm 时,其中心温度大于表面温度,沿厚度方向产生了温度梯度。当样品的厚度小于8 mm时,试验还表明胡萝片的整个干燥过程可分为三个干燥阶段,即均匀加热段、恒温段和快速升温段。均匀加热段()样品的温度线性增至该真空度下的水的饱和温度,此阶段没有水分的蒸发,且均匀加热段的时间非常短;恒温段()水分大量从样品内部蒸发迁出,几乎没有阻力;快速升温段()的干燥速率下降,温度升高。样品的厚度小于8 mm时,微波真空干燥均匀加热段和恒温段样品温度预测的数学模型主要根据能量平衡,对于快速升温段由于水分少,微波能不能全部被吸收,通过对试验数据的非线性回归,得到了一个经验的数学模型。研究了微波真空和热风干燥组合干燥大蒜片。样品首先用微波真空干燥到含水量约10% (湿基),然后采用45 oC的热风干燥到水分小于5%(湿基),通过对干燥样品大蒜素的保留率、颜色、质构和复水率等方面的测试,并和冷冻干燥和传统的热风干燥(60-65 oC)产品在上述几个方面进行比较,结果表明微波真空和热风组合干燥大蒜片的质量与冷冻干燥的大蒜片质量十分接近,比传统的热风干燥的大蒜片质量要好得多。研究了微波真空、微波真空和热风干燥组合、微波真空和真空干燥组合干燥富含叶绿素的小葱和富含类胡萝卜素的胡萝卜片。样品首先用微波真空干燥到样品含水量约<WP=10>20%(湿基),然后采用45-50 oC的热风或55-60oC的真空干燥或低功率的微波真空干燥到样品含水量约6%(湿基),通过叶绿素和胡萝卜素含量的测试,结果表明上述干燥方法得到的产品其色素的保留率与冷冻干燥产品的色素保留率接近,比传统的热风干燥(60-65 oC)的产品色素的保留率高得多。微波真空干燥胡萝卜可以省去热烫工艺,主要是因为微波真空干燥速度快,与色素降解有关的酶的活性急剧下降,干燥过程中没有氧气。对高粘度的灵芝多糖溶液进行了微波真空浓缩和干燥,不仅灵芝多糖和三萜酸的保留率与冷冻干燥产品接近,比传统真空干燥要高得多,而且浓缩或干燥速度快,表明微波真空技术在浓缩和干燥高粘度、热敏性液态食品方面具有良好的应用前景。通过对各种干燥方法干燥过程能量利用率和能耗的分析和对比,微波真空干燥的干燥成本要比冷冻干燥低得多,比传统的热风干燥成本略高;对工业微波真空干燥设备提出了设想。本课题研究表明:微波真空干燥可以获得高质量的脱水干燥食品,且成本低廉。