針對(duì)我國(guó)在農(nóng)產(chǎn)品、木材、水性漆家具等快速烘干領(lǐng)域極其廣闊的市場(chǎng)需求，研發(fā)大型環(huán)保微波烘干生產(chǎn)線，該產(chǎn)品在皮革、木材、彩色印刷、食品、紙張、化工、陶瓷、藥品、煙葉、建材、橡膠以及醫(yī)療等行業(yè)的快速烘干、高效殺菌等方面具有重要的推廣價(jià)值，特別是對(duì)于水性油漆家具行業(yè)、食品以及農(nóng)產(chǎn)品的烘干、殺菌具有典型的快速、節(jié)能環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)。因此，對(duì)于國(guó)家“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略，都具有重要的意義和推廣價(jià)值。

在農(nóng)產(chǎn)品烘干方面，我國(guó)作為世界果蔬生產(chǎn)大國(guó)，蘋果產(chǎn)量達(dá)1700多萬(wàn)噸，居世界第一位，柑橘產(chǎn)量為 1000萬(wàn)噸，居世界第三位。然而，目前我國(guó)果蔬加工量不及10%，而發(fā)達(dá)國(guó)家70%以上的果蔬都經(jīng)過(guò)了加工處理。隨著果蔬加工的飛速發(fā)展，烘干作為果蔬加工中不可缺少的環(huán)節(jié)更將被人們所關(guān)注，微波烘干作為烘干中的重要手段將被更大規(guī)模地應(yīng)用于果蔬的干制中。這也必將帶動(dòng)落后地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高鄉(xiāng)村地區(qū)的人民收入。

在食品烘干和殺菌方面，據(jù)美國(guó)陸軍委托食品容器研究所測(cè)定：微波烘干法對(duì)肉、蛋、豆類、青菜、甜玉米等食品中的蛋白質(zhì)無(wú)損害，Vc、β，胡蘿卜素和其他水溶性維生素僅損失 5%，脂溶性維生素則完全不受損失。微波升華脫水能夠最大限度地保留物料中原有的營(yíng)養(yǎng)成分，微波加熱的有效成分可以保留到60%-90%以上。

在水性漆家裝產(chǎn)品的烘干方面，微波烘干方式具有極大的環(huán)保效益以及時(shí)間成本效益。以楓木合成板櫥柜作為試驗(yàn)基材為例，如下表1所示。由表可以看出，楓木合成板櫥柜整個(gè)涂層工藝流程的烘干時(shí)間，室溫自然烘干時(shí)間約為5d，烘箱加熱烘干時(shí)間約為9h，而使用微波加熱烘干時(shí)間僅為20min，效率提高幾十倍甚至幾百倍。如果按烘箱加熱功率40 kW，每天工作8小時(shí)計(jì)算，每年工作300天，年可節(jié)省耗電約100000度/臺(tái)，相當(dāng)于每年減少75噸/臺(tái)二氧化碳排放。同時(shí)，微波加熱烘干每道工序排出的水分更多，甚至可以把前幾道工序未排盡的水分排出，出現(xiàn)超出100%的數(shù)據(jù)，從而更能保證家具表面涂料烘干的要求。從家具表面涂料的噴涂效果也可以看出，微波烘干在快速脫水的同時(shí)并沒(méi)有影響到水性漆乳液顆粒的融合、成膜，最終涂膜的性能沒(méi)有受到任何影響。

表 1 烘干效果比對(duì)

目前，傳統(tǒng)油性漆已成為空氣污染的主要源頭之一，采用環(huán)保的水性漆已經(jīng)是大勢(shì)所趨。而目前我國(guó)木器涂料中，水性漆涂料比例相比發(fā)達(dá)國(guó)家仍舊較低。因此，用于水性漆家裝產(chǎn)品烘干的大型微波設(shè)備存在著巨大的市場(chǎng)空間。綜上，微波烘干方式對(duì)食品、農(nóng)產(chǎn)品和水性漆家裝產(chǎn)品等多個(gè)行業(yè)的烘干和殺菌具有極大的環(huán)保效益以及時(shí)間成本效益。

目前我國(guó)整個(gè)行業(yè)中簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)型微波烘干機(jī)占比近30%，而在大型、高精度等高端微波烘干設(shè)備上，幾乎全部依賴進(jìn)口，結(jié)構(gòu)矛盾依然突出。主要原因是國(guó)內(nèi)大型微波設(shè)備企業(yè)普遍存在制造技術(shù)不成熟、技術(shù)不過(guò)關(guān)等不足，制造出的微波設(shè)備發(fā)生較為嚴(yán)重的泄漏問(wèn)題，即起不到對(duì)高效烘干、殺菌保鮮的作用，還對(duì)操作工人的身體健康產(chǎn)生危害。另一方面，對(duì)烘干或殺菌機(jī)理及工藝研究不深入，針對(duì)不同烘干對(duì)象的大型非標(biāo)微波設(shè)備的研制需求，無(wú)法在微波功率、磁控管排布等方面做到精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

微波烘干設(shè)備未來(lái)行業(yè)的突破重點(diǎn)是：發(fā)展大型、高精密、高速烘干機(jī)裝備和烘干機(jī)系統(tǒng)及功能部件，改變大型、高精度烘干機(jī)大部分依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀。并通過(guò)技術(shù)改造，朝著這些方向不斷發(fā)展。

本項(xiàng)目針對(duì)目前市面上的微波設(shè)備只是達(dá)到單純的提高溫度，達(dá)到加熱的效果，而忽略濕度和散熱循環(huán)控制效果的影響，開(kāi)展微波加熱過(guò)程中農(nóng)作物含水量、微波功率、散熱循環(huán)及微波發(fā)射器的布局方式對(duì)不同農(nóng)產(chǎn)品的高品質(zhì)干燥機(jī)理的探索研究，并進(jìn)行高效、溫濕可控的微波設(shè)備研制。

針對(duì)不同農(nóng)產(chǎn)品干燥裝置的控制要求，以微處理器作為控制系統(tǒng)的核心單元，由稱重傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器及門開(kāi)合檢測(cè)傳感器等檢測(cè)提供各種參數(shù)信息，控制信號(hào)系統(tǒng)分析處理后輸出，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制執(zhí)行設(shè)備工作，完成不同農(nóng)產(chǎn)品的最優(yōu)干燥工藝。加濕裝置、散熱機(jī)構(gòu)等是在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新之處；采用溫度、濕度聯(lián)合智能控制策略是控制方面的創(chuàng)新點(diǎn)。相關(guān)工藝方案與設(shè)備研制的突破對(duì)于當(dāng)前的鄉(xiāng)村振興、提高鄉(xiāng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)收入，具有重要的研究意義和推廣價(jià)值。

項(xiàng)目的目標(biāo)產(chǎn)品是環(huán)保、高效、溫濕可控的微波烘干生產(chǎn)線。針對(duì)我國(guó)在農(nóng)產(chǎn)品、木材、水性漆家具等快速烘干領(lǐng)域極其廣闊的市場(chǎng)需求，研發(fā)大型環(huán)保微波烘干生產(chǎn)線，該產(chǎn)品在皮革、木材、彩色印刷、食品、紙張、化工、陶瓷、藥品、煙葉、建材、橡膠以及醫(yī)療等行業(yè)的快速烘干、高效殺菌等方面具有重要的推廣價(jià)值，特別是對(duì)于水性油漆家具行業(yè)、食品以及農(nóng)產(chǎn)品的烘干、殺菌具有典型的快速、節(jié)能環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)。因此，對(duì)于國(guó)家“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略，都具有重要的意義和推廣價(jià)值。

目前本項(xiàng)目已經(jīng)完成了產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)與第一代樣機(jī)的研制工作，如下圖所示。目前正在進(jìn)行高精密、高可靠性、低噪聲的溫濕可控大型微波烘干生產(chǎn)線的優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造。

圖1 大型微波烘干產(chǎn)線圖

該項(xiàng)目旨在形成大型環(huán)保微波烘干生產(chǎn)線的示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化推廣，具體關(guān)鍵技術(shù)如下：

（1）大型微波烘干設(shè)備的溫濕可控多物理場(chǎng)有限元仿真技術(shù)，探索含水量、微波功率、時(shí)間及微波發(fā)射器的布局方式對(duì)烘干品質(zhì)的影響，為烘干工藝優(yōu)化提供理論支持；

（2）大型微波烘干設(shè)備的微波泄漏與抑制技術(shù)；

（3）在微波烘干仿真模型的理論指導(dǎo)下，攻克大型微波烘干設(shè)備的溫濕可控干燥技術(shù)；

（4）大型微波烘干生產(chǎn)線傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)與噪聲抑制技術(shù)；

（5）大型微波烘干生產(chǎn)線協(xié)同控制技術(shù)；

（6）制定大型微波烘干生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、制造、裝配標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。