射频(Radio frequency,RF)加热是一种介电加热技术,具有快速和整体加热、穿透深度大、能量效率高、无化学污染等优点,广泛应用于食品和农产品加工等领域。然而在射频技术的商业化推广应用中,射频系统的加热性能不明确及加热不均匀是该技术工业化应用面临的主要障碍。因此明确其性能及改善射频系统的加热均匀性对完善射频技术的理论研究和工业化推广有着十分重要的意义。本研究先通过两种常用射频系统(自由振荡式射频系统和50Ω射频系统)的加热性能对比研究来明确射频系统的优缺点,其次加工了一套可用于射频系统的螺旋输送器,实现了运动与搅拌的结合,提高了射频系统的加热均匀性,同时也完成了搅拌方法工业化应用的基础研究,促进了射频技术的发展。主要研究内容和结论如下:(1)在两种射频系统(自由振荡式射频系统和50Ω射频系统)的加热性能对比试验中,以单一变量为原则,精米为试验材料,对不同加热条件(极板间距、样品质量、含水率)下的样品进行加热速率的对比。结果表明加热到相同的目标温度,随着极板间距的增加,样品质量或含水率的减少,加热时间逐渐增加,加热速率逐渐降低。在相同的极板间距、样品质量和含水率下,自由振荡式射频系统的加热速率高于50Ω射频系统的加热速率。(2)在不同极板间距下加热3.9 kg,湿基(w.b.)含水率为12.3%的精米时,随着极板间距的增加,射频系统的能量利用率逐渐降低,但是射频系统的加热均匀性和系统稳定性越来越好。此外,在相同的试验条件下,自由振荡式射频加热系统拥有较高的能量利用率,但是50Ω射频系统拥有更好的加热均匀性、控制精度和系统稳定性。因此,明确不同射频系统的优缺点为未来射频技术的发展和推广打下基础。(3)在射频加热均匀性改善试验中,首先加工一个能够在自由振荡式射频系统中应用的尼龙材质的螺旋输送器,其次以三种不同直径大小的颗粒物(黄豆、玉米和花生)为试验材料,对在射频系统中使用螺旋输送器加热后物料的加热速率和加热均匀性进行对比研究。(4)射频加热结束后,对样品在不同条件和不同位置的温度分布和加热均匀性研究表明,与静止条件相比,在射频加热过程中使用螺旋输送器来实现物料的运动和搅拌可以明显减少物料(大豆、玉米和花生)内部的温度差异,且三种物料平均温度的标准偏差和加热均匀性指数值也明显减小。这表明射频系统中螺旋输送器的应用有效地完成了对人工搅拌的替代并提供了一种新而有效的方法来提高射频系统的加热均匀性,促进了射频加热技术在食品和农产品加工工业的应用。