发芽糙米富含功能性成分,具有较高市场价值,但新鲜的发芽糙米含水率较高,容易出现霉变和细菌繁殖现象,微波干燥可使发芽糙米快速降至安全含水率。但发芽糙米微波干燥过程中微波能吸收和利用规律不清、高能效干燥模式缺乏等问题限制该技术的产业化应用和推广。针对上述问题,本研究在台架试验基础上,利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics构建电磁、热、质耦合模型,从微波能、热、质传递和分布特征角度,探究发芽糙米连续式微波干燥过程中能量吸收和利用规律;采用数值模拟与台架试验相结合方法,优化最佳微波能吸收率下微波设备结构,解析微波干燥条件(微波强度、风速、每循环干燥时间和料层厚度)对微波能利用效率、爆腰率和色度的影响规律,提出高能效和高品质发芽糙米微波干燥模式。主要研究结果和结论如下:(1)基于电磁学和传热传质学基本理论,建立具备多物理场耦合特征的发芽糙米微波干燥过程模型。连续式微波干燥机磁控管馈口间存在耗损与反射,料层表面的电场均匀度降低,微波能吸收能力减弱;当吸收的微波能转化为热能时,料层内温升和降水量的增幅低于微波输入功率增幅,微波干燥条件决定温度和水分变化特征,影响微波能利用效率。(2)优化最佳微波能吸收率下连续式微波干燥机关键结构。在连续式微波干燥机内,磁控管波导口呈“品”字形排列方式削弱激励口间耦合作用,微波能吸收率最高;干燥腔相邻壁面采用直角过渡方式可有效避免电场集中现象,均衡料层各处微波能吸收能力;输送带安装位置(料层位置)影响干燥腔内微波传递模式,输送带距干燥腔底部100 mm时,料层微波能吸收率最高;优化后的连续式微波干燥机比现有机型电场均匀度提高53.33%,并且微波能吸收率提高35.94%。发芽糙米微波干燥验证试验值证实模拟结果的可靠性,结构仿真优化可作为解决微波干燥机能效问题的有效手段。(3)探究微波干燥条件对发芽糙米干燥品质和微波能利用效率的影响规律。增加微波强度,发芽糙米黄色度(b~*值)逐渐提高,微波能利用效率呈现先增加后减小的趋势;通风有效均衡料层各处温升和降水幅度,提高微波能利用效率,但料层上高于2.0 m/s的风速会加剧颗粒爆腰程度;随每循环干燥时间的延长,微波能利用效率呈现先增加后减小的趋势,当每循环时间高于8 min时,会引发颗粒严重褐变现象;提高料层厚度可以增加微波能吸收量,当厚度值高于微波穿透深度(8 mm)时,料层内热传递和水分扩散受阻,微波能利用效率降低。综合发芽糙米干后品质和微波能利用效率,合理的微波干燥条件为微波强度2 W/g,风速1.0~1.5 m/s,每循环干燥时间6 min,料层厚度8 mm,该条件下微波能利用效率达到最高值51.33%。研究结果有助于理解发芽糙米微波干燥能量吸收和利用过程,平衡品质与效率问题,为发芽糙米微波干燥产业化应用提供理论参考。