微波热风耦合干燥结合了微波干燥和热风干燥的原理，是微波和热风共同作用于干燥物料上的一种干燥方法，具有微波干燥和热风干燥的优点。山楂具有丰富的营养，是药食两用的水果，山楂干片是山楂制品后续加工的主要原材料，也是人们喜爱的一种食品，因此具有非常大的市场发展潜力。采用微波热风耦合干燥的山楂片，不仅营养成分的保存率高于传统的干燥方法，还能大大节省干燥时间，具有非常高的干燥效率。本文研究分析了微波热风耦合干燥的干燥特性，研究了山楂微波热风耦合干燥的干燥动力学模型和干燥工艺模型，确定了适合于山楂微波热风耦合干燥的干燥动力学模型，优化了干燥工艺条件，并以能量消耗效率和干燥产品的品质为指标，和其它干燥方法进行了对比研究，通过详细的分析和设计，研制出一套适合蔬菜和水果干燥的微波热风耦合干燥设备。主要研究内容如下：1.研究了微波热风耦合干燥的原理和干燥特性。在微波热风耦合干燥中，干燥物料中的水分是在温度差、浓度差和压力差的共同作用下迁移、扩散，并从物料的表面蒸发到空气中，从而达到干燥的目的。在这3个因素共同的作用下，使微波热风耦合干燥的干燥时间短、干燥速度快，从而达到提高生产效率的目的。2.研究分析了微波功率密度、热风温度和热风速度对干燥水分比和干燥速率的影响规律，并得到微波热风耦合干燥山楂片的有效水分扩散系数值，其比热风干燥山楂的有效水分扩散系数值大3个数量级，从而也说明了微波热风耦合干燥比传统的干燥方法具有更快的干燥速率。3.从经典的干燥动力学模型中选出12个常用的数学模型作为研究对象，并以R2、和RMSE作为判断准则，利用试验数据进行拟合，得到Weibull distribution模型具有最大的R2值、最小的和RMSE值。因此，在试验研究范围内，Weibull distribution模型被认为12个数学模型中是最好的模型，能够代表山楂微波热风耦合干燥的行为，能够对山楂的干燥水分比进行预测。4.利用能量守恒定理，推导出微波热风耦合干燥动力学模型WHADK模型，并利用试验数据对其进行回归分析，以R2、和RMSE作为判断准则，得到相关系数R2的平均值为0.99，和RMSE的平均值分别为0.001127和0.030786，说明WHADK模型可以对干燥水分比进行预测。根据SR与SE的差值，对预测值和试验值相差较大的WHADK模型进行了修正，修正后的MR的试验值和预测值的曲线图吻合得比较好，则认为此时的数学模型是合理的，可以对干燥水分比进行全面预测。5.在单因素分析的基础上，确定出微波功率密度、热风温度和热风速度的范围，根据二次正交旋转组合设计原理和方差分析，得到各因素与质量干燥速率和干燥品质的数学模型，并利用层次分析法，确定出质量干燥速率和各干燥品质指标的权重，得到综合评价数学模型，并确定出各个评价指标的最佳干燥工艺和综合干燥工艺。6.利用BP神经网络对山楂微波热风耦合干燥的工艺进行了仿真及优化。通过将测试样本输入到训练好的模型当中，进行仿真检验，仿真结果和试验值的相对误差都在10%之内，说明该BP神经网络模型可以对实际的山楂微波热风耦合干燥工艺参数变化进行全面预测，并为山楂片微波热风耦合干燥实际生产进一步提供理论依据和指导。7.在能量消耗效率和产品品质方面，对山楂片微波干燥、热风干燥和微波热风耦合干燥进行了对比研究。从能量消耗效率来看，微波热风耦合干燥和微波干燥的能量消耗效率远优于热风干燥，但微波热风耦合干燥的能量消耗效率稍逊于微波干燥的能量消耗效率。从干燥品质来看，微波热风耦合干燥的复水性优于热风干燥，但稍逊于微波干燥；微波热风耦合干燥的维生素C含量、有机酸含量和色差都明显优于微波干燥和热风干燥的维生素C含量、有机酸含量和色差。8.根据山楂片微波热风耦合干燥优化工艺参数，设计了微波热风耦合干燥设备，并对干燥设备的性能进行了试验测试。