微波概述
微波與無線電波、電視信號、通訊雷達(dá)、紅外線、可見光等一樣,都屬電磁波,只是波長不相同。微波是頻率在300MHz到300KMHz的電磁波(波長1m~1mm),通常用于電視、廣播、通訊技術(shù)中。而近代把微波作為一種能源,又拓展了一個(gè)分支技術(shù),在工農(nóng)業(yè)上進(jìn)行加熱、干燥、殺菌;在化學(xué)工業(yè)中進(jìn)行催化、萃取等化學(xué)反應(yīng)和激發(fā)等離子體。
物料介質(zhì)由極性分子和非極性分子組織,在電磁場作用下,這些極性分子從隨機(jī)分布狀態(tài)轉(zhuǎn)為依電場方向進(jìn)行取向排列。而在微波電磁場作用下,這些取向運(yùn)動以每秒數(shù)十億次的頻率不斷變化,造成分子的劇烈運(yùn)動與碰撞摩擦,從而產(chǎn)生熱量,達(dá)到電能直接轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱能??梢姡⒉訜崾墙橘|(zhì)材料自身損耗電場能量而發(fā)熱。而不同介質(zhì)材料的介電常數(shù)εr和介質(zhì)損耗角正切值tgδ是不同的,故微波電磁場作用下的熱效應(yīng)也不一樣。由極性分子所組織的物質(zhì),能地吸收微波能。水分子呈極性,是吸收微波的介質(zhì),所以凡含水分子的物資必定吸收微波。另一類由非極性分子組成,它們基本上不吸收或很少吸收微波,這類物質(zhì)有聚四氟乙烯、聚丙烯、和玻璃、陶瓷等,它們能透過微波,而不吸收微波,這類材料可作為微波加熱用的容器或支承物或做密封材料。
微波加熱和傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)的加熱方式相比具有非常大的優(yōu)勢,其主要的優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)加熱速度快
常規(guī)加熱(如火焰、熱風(fēng)、電熱、蒸汽等)都是利用熱傳導(dǎo)、對流、熱輻射將熱量首先傳遞給被加熱物的表面,再通過熱傳導(dǎo)逐步使中心溫度升高(既常稱的外部加熱)。它要使中心部位達(dá)到所需的溫度,需要一定的熱傳導(dǎo)時(shí)間,而對熱傳導(dǎo)率差的物體所需的時(shí)間就更長。微波加熱則屬內(nèi)部加熱方式,電磁能直接作用于介質(zhì)分子轉(zhuǎn)換成熱,且透射使介質(zhì)內(nèi)外同時(shí)受熱,不需要熱傳導(dǎo),故可在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到均勻加熱。
(2)均勻加熱
用外部加熱方式加熱時(shí),為提高加熱速度,就需升高外部溫度,加大溫差梯度。然而隨之就容易產(chǎn)生外焦內(nèi)生現(xiàn)象。微波加熱時(shí)不論形狀如何,微波都能均勻滲透,產(chǎn)生熱量,因此均勻性大大改善。
(3)節(jié)能gao效
不同物料對微波有不同吸收率,含有水份的物質(zhì)容易吸收微波能。玻璃、陶瓷、聚丙烯、聚乙烯、氟塑料等則很少吸收微波,金屬將反射電波,這些物質(zhì)都不能被微波加熱。微波加熱時(shí),被加熱物料一般都是放在用金屬制成的加熱室內(nèi),加熱室對電磁波來說是個(gè)封閉的腔體,電磁波不能外泄,只能被加熱物體吸收,加熱室內(nèi)的空氣與相應(yīng)的容器都不會被加熱,所以熱效率高。同時(shí)工作場所的環(huán)境溫度也不會因此而升高,生產(chǎn)環(huán)境明顯改善。
(4)即開即用,無熱慣性。
(5)清潔
對食品、藥品等加工干燥時(shí),微波熱效應(yīng)與生物效應(yīng)能在較低的溫度下迅速殺蟲滅均,能z大限度的保持營養(yǎng)成分和原色澤,所以微波加熱在食品工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
(6)選擇性加熱
不同性質(zhì)的物料對微波的吸收損耗不同,既選擇性加熱的特點(diǎn),這對干燥過程有利。因?yàn)樗肿訉ξ⒉ǖ奈論p耗z大,所以含水量高的部位,吸收微波功率多于含水量較低的部位,從而干燥速率趨一致。但有些物質(zhì)呈負(fù)溫度系數(shù),溫度愈高,εr和tgδ將增大,吸收愈好,造成正反饋使這一部分的溫度急劇上升。對這類物質(zhì)進(jìn)行微波加熱就要注意合理制定加工工藝。
(7)安全無害
通常微波能是在金屬制成的封閉加熱室、波道管內(nèi)傳輸。本公司集多年加工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)裝備,采用*設(shè)計(jì),使進(jìn)出料口、觀察窗、爐門等處的微波泄漏嚴(yán)格控制在安全標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)內(nèi),大大低于制定的安全標(biāo)準(zhǔn)。而且微波不屬于放射性射線、又無有害氣體排放,是一種十分安全的加熱技術(shù)。同時(shí),本公司采用*電磁兼容(EMC)技術(shù),可以更進(jìn)一步控制微波系統(tǒng)傳導(dǎo)、輻射方面對與用電環(huán)境的影響和空間的影響。
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