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1、 什么是微波?
微波是頻率在300兆赫到300千兆赫的電磁波(波長1米 - 1毫米),通常是作為信息傳遞而用于雷達(dá)、通訊技術(shù)中。而近代應(yīng)用中又將它擴展為一種新能源,在工農(nóng)業(yè)上用作加熱、干燥;在化學(xué)工業(yè)中催使化學(xué)反應(yīng);在科研中激發(fā)等離子體等。家用微波爐就是微波能應(yīng)用的一個典型例子。
我國目前用于工業(yè)加熱的微波頻率為915兆赫和2450兆赫。使用中,可根據(jù)加熱材料的形狀、大小、含水量來選擇。
2、 微波加熱原理
通常,一些介質(zhì)材料由極性分子和非極性分子組成,在微波電磁場作用下,極性分子從原來的熱運動狀態(tài)轉(zhuǎn)向依照電磁場的方向交變而排列取向。產(chǎn)生類似摩擦熱,在這一微觀過程中交變電磁場的能量轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱能,使介質(zhì)溫度出現(xiàn)宏觀上的升高,這就是對微波加熱最通俗的解釋。 由此可見微波加熱是介質(zhì)材料自身損耗電磁場能量而發(fā)熱。對于金屬材料,電磁場不能透入內(nèi)部而是被反射出來,所以金屬材料不能吸收微波。水是吸收微波好的介質(zhì),所以凡含水的物質(zhì)必定吸收微波。 有一部份介質(zhì)雖然是非極性分子組成,但也能在不同程度上吸收微波,其原理。
二、微波干燥設(shè)備的特點
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)的原理將熱量從被加熱物外部傳入內(nèi)部,逐步使物體中心溫度升高,稱之為外部加熱。要使中心部位達(dá)到所需的溫度,需要一定的時間,導(dǎo)熱性較差的物體所需的時間就更長。 微波加熱是使被加熱物本身成為發(fā)熱體,稱之為內(nèi)部加熱方式,不需要熱傳導(dǎo)的過程,內(nèi)外同時加熱,因此能在短時間內(nèi)達(dá)到加熱效果。
2、 均勻加熱 常規(guī)加熱,為提高加熱速度,就需要升高加熱溫度,容易產(chǎn)生外焦內(nèi)生現(xiàn)象。微波加熱時,物體各部位通常都能均勻滲透電磁波,產(chǎn)生熱量,因此均勻性大大改善。
3、 節(jié)能高效 在微波加熱中,微波能只能被加熱物體吸收而生熱,加熱室內(nèi)的空氣與相應(yīng)的容器都不會發(fā)熱,所以熱效率極高,生產(chǎn)環(huán)境也明顯改善。
4、 易于控制 微波加熱的熱慣性極小。若配用微機控制,則特別適宜于加熱過程加熱工藝的自動化控制。
5、 低溫殺菌、無污染微波能自身不會對食品污染,微波的熱效應(yīng)雙重殺菌作用又能在較低的溫度下殺死細(xì)菌,這就提供了一種能夠較多保持食品營養(yǎng)成份的加熱殺菌方法。
6、 選擇性加熱 微波對不同性質(zhì)的物料有不同的作用,這一點對干燥作業(yè)有利。因為水分子對微波的吸收好,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這就是選擇加熱的特點。烘干木材、紙張等產(chǎn)品時,利用這一特點可以做到均勻加熱和均勻干燥。值得注意的是有些物質(zhì)當(dāng)溫度愈高、吸收性愈好,造成惡性循環(huán),出現(xiàn)局部溫度急劇上升造成過干,甚至炭化,對這類物質(zhì)進(jìn)行微波加熱時,要注意制定合理的加熱工藝。
7、 安全無害 在微波加熱、干燥中,無廢水、廢氣、廢物產(chǎn)生,也無輻射遺留物存在,其微波泄漏也確保大大低于國家制定的安全標(biāo)準(zhǔn),是一種十分安全無害的高新技術(shù)。
從經(jīng)濟(jì)效益來分析,微波干燥也常較傳統(tǒng)方法為優(yōu),如與遠(yuǎn)紅外干燥相比,通常節(jié)能1/3以上。在實際工作中,微波干燥主要用在低水分物料的干燥(含水率30%以下)中。此時,傳統(tǒng)的干燥方法(熱風(fēng)、電烘爐)干燥速率低、耗能大,而隧道式微波干燥設(shè)備從進(jìn)料到出料中需3-5分鐘時間即可完成干燥。傳統(tǒng)方法配套設(shè)備多,占地面積大,用人多,常有污染,消防等問題。
許多企業(yè)采用微波干燥、滅菌新技術(shù),已經(jīng)產(chǎn)生了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益,更多的企業(yè)亦將采用微波設(shè)備,這一良好的趨勢必將促進(jìn)我國食品、制藥、化工等行業(yè)的發(fā)展。