微波设备加热原理及特点

微波与无线电波、电视信号、雷达通讯、红外线、可见光等一样，都属于电磁波，只是波长和不相同。 　　微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波（波长1米-1毫米），通常用于电视、广播、通讯技术中，而近代应用中又将它扩展出另一个分支，即把微波作为一种能量，在工农业上进行加热、干燥；在化学工业中进行催化促进化学反应；激发等离子体等。家用微波炉的使用也日趋广泛。由于电磁波的应用极为广泛和普遍，为避免相互干扰，国际无线电管理委员会对频率的划分作了具体的规定，我国目前用于工业加热的频率为915兆赫和2450兆赫。 　　微波干燥设备加热原理 　　介质材料由极性分子和非极性分子组成，在电磁场作用下，这些极性分子从原来的随机分布状态转向按照电场的极性排列取向。在高频电磁作用下，这些取向按交变电磁场的变化而变化，这一过程致使分子的运动和相互磨擦从而产生热量。此时交变电磁场的场能转化为介质内的热动能，使介质温度不断升高，这就是微波加热的基本原理。 　　由此可见微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热，对于导电的金属材料，电波不能透入内部而被反射，金属材料不能吸收微波。介质材料，因其介质电常数εr和介质损耗角正切值tgδ不同，在微波电磁场作用下效果也不一样。 　　由极性分子所组成的物质，能较好的吸收微波，能被微波加热的水分子是极性分子，是吸收微波最好的介质，所以含水的介质材料必定吸收微波。 　　另一类由非极性分子组成，它们基本上不吸收或很少吸收微波，这类物质有聚四氟乙烯、聚丙烯等塑料制品和玻璃、陶瓷等，它们能透过微波，而不吸收微波，这类材料可作为微波加热用的容器或支承物，或做微波密封材料。 　　在微波电场中，介质对微波的吸收及转换成热能的程度正比于微波的工作频率、电场强度的平方、介电常数和介质损耗正切值。 　　在实际加热过程中，存在一个穿透能力和加热深度问题，穿透能力就是电磁波穿入到介质内部的能力，电磁波从介质的表面进入并在其内部传播时，由于能量不断被吸收并转化为热量，它所携带的能量就随着深入介质表面的距离，以指数形式衰减。 　　1、加热速度快 　　常规加热如火焰、热风、电热、蒸气等加热，都是利用热传导的原理将热量从被加热物外部传入内部，逐步使物体中心温度升高，称之为外部加热。过程中要使中心部位达到所需的温度，需要一定的时间，同时需要较高的外部温度；热传导率较差的物体所需的时间就长。微波加热是使被加热物体本身成为发热物体，称之为整体加热方式，不需要热传导的过程，因此能在短时间内过到均匀加热。这一特点可使热传导较差的物质在短时间内得加热干燥，能量的利用率得到提高，还可以使加热炉的尺寸比常规加热炉要小。 　　2、均匀加热 　　用外部加热方式，为提高加热速度，就需要升高外部温度，这样容易产生外层结“壳”而内层夹“生”现象。微波加热时物体各部位不论形状如何，通常都有能均匀渗透电磁波，以产生热量，因此介质材料加热的无效性大大改善。 　　3、节能高效 　　微波对不同物质有不同的作用，含有极性的物质容易吸收微波能量而发热。不含极性则很少吸收微波加热。微波加热时，被加热物料一般都是放在用金属制造的加热室内，加热室对电波来说是个封闭的空腔，微波不能外泄，只能被加热物体吸收，加热室内的空气与相应的容器都有不会发热，所以热效率极高，同时工场的环境温度也不会因此而升高，劳动生产环境明显改善。 　　4、易于控制 　　与常规加热方法比较，微波加热的控制只要操纵功率控制旋纽，即可瞬间达到升降、开停的目的。因为在加热时只对物体本身加热，炉体、炉腔内空气几乎不加热，因此热惯性极小，应用计算机控制，特别适宜于加热过程和加热工艺的规范和自动化控制。 　　5、清洁卫生 　　对食品、药品等加热干燥时，微波的生物效应能在较低的温度下杀死细菌，这就提供了一种能够较多保持食品营养成分的加热杀菌方法，所以微波加热在食品工业中得到广泛的应用。 　　6、选择性加热 　　微波对不同介质特性的物料有不同的作用，这一点对干燥加工特性很有利。因为水分子对微波和吸收最好，的以含水量高的部位 ，吸收微波功率多于含水量较低的部位，这就是微波选择性加热的特点。在烘干木材、纸张等产品时，利用这一特点可以做到均匀加热和均匀干燥。需注意，有些物质当温度愈高，吸收愈好，形成正反馈使这一部分的温度急剧上升，对这类物质进行微波时要注意制定合理的加热工艺。 　　7、安全无害 　　通常微波能是在金属制成的封闭的加热室内和波导管中工作，所以能量的泄漏极小，我公司制造的微波设备采用先进的设计，精良的加工，因此进出料口，观察窗、炉门等处的微波汇漏微乎其微，大大优于国家制定的安全标准。而且微波没有放射线危害及有害气体排放，是一种十分安全的加热技术。 · 行业聚焦：     干燥机就是用于干燥空气的装置。     用行业的术语，就是用其干燥压缩空气。离开后冷却器的空气通常是完全饱和的，就是说任何降温都会产生冷凝水。     冷冻式干燥机是通过降低压缩空气的温度，析去水分，然后将空气再加热到接近原来的温度。     再生式干燥机是使空气通过含有化学物质的过滤器以析出水分。这种装置比冷冻式装置更能吸附水气。1 饲料干燥的目的和方法 　　饲料干燥的目的就是除去饲料原料中多余的水分，以便于包装、运输、储藏、加工和使用。干燥是一个复杂的过程，不同的干燥对象有不同的干燥方法，所以必须根据饲料的不同组成和特性，来确定合理的干燥方法。干燥机的分类方法很多，按干燥机的结构不同分类，常用的干燥机有：喷雾干燥机、流化床干燥机、气流干燥机、回转圆筒干燥机、滚筒干燥机、红外线干燥机、高频干燥机等。这些干燥机在饲料干燥工业中得到了广泛地应用，大大地支持了饲料工业的发展，其结构及工作原理都已被我们所熟知。本文将介绍几种新兴的干燥方法和干燥机，以便大家了解干燥机的发展方向和前景。 　　2 新兴干燥机 　　1引言 　　干燥是一项古老而又重要的单元操作，通常指利用热能使物料中的湿份汽化，并将产生的蒸汽排除的过程。其本质为被除去的湿份从固相中转移到气相内，固相为被干燥的物料，气相为干燥介质。干燥是最为常见和耗能最大的工业操作，也是化工单元操作中最为多种多样的一类操作，用于不同性状物料的干燥方法多达百种。干燥又是一个最复杂、研究很不充分的操作，因为在固体介质中同时发生热量、质量和动量的传递现象，用数学描述存在着困难性和无效性。所以国外许多学者认为：“干燥是一门艺术”，有大量的“knowhow”(知其然)，而没有足够的“knowwhy”(知其所以然)。迄今为止大多数干燥机的设计在很大程度上是依赖中 　　摘要：为给中药材干燥提供实用的干燥机，设计了一种隧道式中药材干燥机：加热系统采用电加热器，无污染，热风温度可根据中药材品种进行设定并自动调节；送风系统采用离心风机加风量调节装置，风速可调；隧道由隧道小节连接而成，长度通过隧道小节数量进行调节。试验证明，该干燥机可适应不同性状中药材的干燥。 　　中药是中国的国粹，中药材的质量是保证中药质量的关键。中药材采收后的干燥，不仅是保证中药材质量的关键环节，而且也是保证农民丰产丰止了对操作员的伤害。手套箱也可以配备有其他的一些安全措施，包括可安全更换的高效空气微粒过滤器HEPA（High Efficiency Particulate Air Filter），氮气惰化，抽气系统以保证负压操作，操作安全的压力控制系统。 　　拆卸和清洗过滤介质是需要面临的最大问题，实际上，由于设备所需要的容量和复杂性，只有当颗粒尺寸大约为0.2m2时，在过滤干燥器内进行这些操作才有可能。在这种情况下，手套箱才可以对整个滤过干燥器进行全面的处理。与文章中提到的其他解决方法不同，这种安排还能为最后的粉末分装和包装步骤提供防漏的保障，因此就不需要将药物粉末转移到单独的分装设备上进行处理了。

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