微波概述
微波與無(wú)線(xiàn)電波、電視信號、通訊雷達、紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光等一樣,都屬電磁波,只是波長(cháng)不相同。微波是頻率在300MHz到300KMHz的電磁波(波長(cháng)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(chǎng)作用下,這些極性分子從隨機分布狀態(tài)轉為依電場(chǎng)方向進(jìn)行取向排列。而在微波電磁場(chǎng)作用下,這些取向運動(dòng)以每秒數十億次的頻率不斷變化,造成分子的劇烈運動(dòng)與碰撞摩擦,從而產(chǎn)生熱量,達到電能直接轉化為介質(zhì)內的熱能??梢?jiàn),微波加熱是介質(zhì)材料自身?yè)p耗電場(chǎng)能量而發(fā)熱。而不同介質(zhì)材料的介電常數εr和介質(zhì)損耗角正切值tgδ是不同的,故微波電磁場(chǎng)作用下的熱效應也不一樣。由極性分子所組織的物質(zhì),能較好地吸收微波能。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(lèi)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(lèi)物質(zhì)有聚四氟乙烯、聚丙烯、和玻璃、陶瓷等,它們能透過(guò)微波,而不吸收微波,這類(lèi)材料可作為微波加熱用的容器或支承物或做密封材料。
微波加熱和傳統的熱傳導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
常規加熱(如火焰、熱風(fēng)、電熱、蒸汽等)都是利用熱傳導、對流、熱輻射將熱量首先傳遞給被加熱物的表面,再通過(guò)熱傳導逐步使中心溫度升高(既常稱(chēng)的外部加熱)。它要使中心部位達到所需的溫度,需要一定的熱傳導時(shí)間,而對熱傳導率差的物體所需的時(shí)間就更長(cháng)。微波加熱則屬內部加熱方式,電磁能直接作用于介質(zhì)分子轉換成熱,且透射使介質(zhì)內外同時(shí)受熱,不需要熱傳導,故可在短時(shí)間內達到均勻加熱。
(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)生外焦內生現象。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,加熱室對電磁波來(lái)說(shuō)是個(gè)封閉的腔體,電磁波不能外泄,只能被加熱物體吸收,加熱室內的空氣與相應的容器都不會(huì )被加熱,所以熱效率高。同時(shí)工作場(chǎng)所的環(huán)境溫度也不會(huì )因此而升高,生產(chǎn)環(huán)境明顯改善。
(4)即開(kāi)即用,無(wú)熱慣性。
(5)清潔
對食品、藥品等加工干燥時(shí),微波熱效應與生物效應能在較低的溫度下迅速殺蟲(chóng)滅均,能z大限度的保持營(yíng)養成分和原色澤,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(guò)程有利。因為水分子對微波的吸收損耗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)呈負溫度系數,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(lèi)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(wú)害
通常微波能是在金屬制成的封閉加熱室、波道管內傳輸。本公司集多年加工經(jīng)驗和技術(shù)裝備,采用先進(jìn)設計,使進(jìn)出料口、觀(guān)察窗、爐門(mén)等處的微波泄漏嚴格控制在國家安全標準指標內,大大低于國家制定的安全標準。而且微波不屬于放射性射線(xiàn)、又無(wú)有害氣體排放,是一種十分安全的加熱技術(shù)。同時(shí),本公司采用先進(jìn)的電磁兼容(EMC)技術(shù),可以更進(jìn)一步控制微波系統傳導、輻射方面對與用電環(huán)境的影響和空間的影響。