解微波加熱的技術(shù)原理
微波加熱是一種依靠物體吸收微波能將其轉(zhuǎn)換成熱能,使自身整體同時升溫的加熱方式而完全區(qū)別于其他常規(guī)加熱方式。微波能在介質(zhì)中可以轉(zhuǎn)化為熱量,材料對微波的穿透微波:反射微波,吸收微波,部分吸收微波,在化工加工領(lǐng)域中,所處理的材料大多是介質(zhì)材料,而介質(zhì)材料通常都不同程度地吸收微波能,介質(zhì)材料與微波電磁場相互耦合,會形成各種功率耗散從而達(dá)到能量轉(zhuǎn)化的目的。能量轉(zhuǎn)化的方式有許多種,如離子傳導(dǎo),偶極子轉(zhuǎn)動,界面極化,磁滯,壓電現(xiàn)象,電致伸縮,核磁共振,鐵磁共振等。
從理論分析,常規(guī)的加熱方法,如蒸汽加熱,電熱,紅外加熱等,要達(dá)到一定的溫度,需要一定的時間,在發(fā)生故障或停止加熱時,溫度的下降又要較長時間。而微波加熱可在幾秒的時間內(nèi)迅速地將微波功率調(diào)到所需的數(shù)值,加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋阌谧詣踊瓦B續(xù)化生產(chǎn)。遠(yuǎn)紅外加熱的頻率比微波加熱的頻率更高,照理加熱效率要更好,但其實不然,這里面還存在一個穿透能力的概念。
微波加熱介質(zhì)結(jié)構(gòu)圖
遠(yuǎn)紅外加熱雖有許多優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用也比較廣泛,但從對物體的穿透能力看,遠(yuǎn)紅外就遠(yuǎn)不如微波。什么叫穿透能力呢?穿透能力就是電磁波穿透到介質(zhì)內(nèi)部的本領(lǐng),電磁波從表面進(jìn)入介質(zhì)并在其內(nèi)部傳播時,由于能量不斷被吸收并能轉(zhuǎn)化為熱能,它所攜帶熱量就隨著深入介質(zhì)表面的距離以指數(shù)形式衰減。電磁波的穿透深度和波長是同一數(shù)量級,除了較大的物體外,一般可以做到表里一起加熱。而遠(yuǎn)紅外加熱的波長很長,加熱時穿透能力差,在遠(yuǎn)紅外線照射下,只有物體一薄層發(fā)熱,而熱量要到內(nèi)部主要靠傳導(dǎo),這樣不僅加熱時間長,而且容易造成加熱不均勻。
根據(jù)對比,微波加熱的穿透能力比遠(yuǎn)紅外加熱強(qiáng)的多,物質(zhì)在微波場中所產(chǎn)生的熱量大小與物質(zhì)種類及其介電特性有很大關(guān)系,即微波對物質(zhì)具有選擇性加熱的特性。微波的吸收和加熱均與損耗系數(shù)有關(guān)。若把損耗系數(shù)大的食品和損耗系數(shù)小的食品混在一起加熱,其加熱效果如何是一個值得注意的問題。