微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电波,被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频电磁场作用下,其极性取向将随着外电场的变化而变化。造成分子的相互摩擦运动的效应,此时微波场的场能转化为介质内的热能,使物料温度升高,产生热化和膨化等一系列物化过程而达到微波烘干加热的目的。加热时间快,微波烘干效率高。
微波烘干的特点:
1)干燥快速。微波烘干是使加热物料本身变为发热体,不需热传导工程。因此,即使是热传导性差的物料也可以在极短的时间达到加热温度,微波升温每分钟可以达到500℃以上,微波能转换为热能的效率通常为80%-90%,几乎不需要转换时间。
2)均匀干燥。无论物料各部分形状如何,微波烘干均可使物料表里同时渗透电磁波而产生热量;微波具有选择性加热的特点,在加热过程中,物料中心温度比表面略高,有利于水份流出。所以物料内外加热均匀性基本一致,不会出现其他加热法中由于热传导出现表面焦糊或表熟内生的现象。
3)节能高效。微波烘干过程中,除了被加热物料升温外,几乎无其他损耗,故热效率高、节能。比如在陶瓷高温烧结(1700-2000℃)时,炉壁温度仅比室温高20-30℃。
4)防霉、杀菌、保鲜。微波烘干具有热效应和生物效应,所以能再较低温度下杀菌防霉保鲜。能最大限度地保持物料的活性和原有色泽、营养成分。
5)工艺先进,可实现自动化控制。微波设备可以实现立即加热和停止,没有热惯性。应用人机界面和PLC可进行加热工程、加工工艺规范的可编程自动化控制。
6)安全无毒、改善劳动条件。由于微波是控制在金属加热腔体内和波导管中工作,几乎无微波泄漏,无放射性残留及有害气体排放,设备向外散热少,噪音小,极大改善劳动环境和工人劳动强度。
常规电加热烘干等都是利用热传导的原理,热量从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,要使中心部位达到所需要的温度需要较长的时间 。因此,电加热烘干效率低、时间长。
微波烘干效率与电加热烘干效率及能耗分析:(同样以脱水量1KG/h计算)
名 称 | 加热烘干效率 | 能耗分析对比(以每小时脱1KG水计算) |
微波加热 | 70% | 1.5KW·H |
电 加 热 | 35% | 2.9kw·H |
注:以上为两种加热烘干设备在烘干过程的中相关数据,仅供参考。
微波技术与常规技术的综合比较
特性 | 微波干燥 | 红外线干燥 | 热风干燥 |
电热转化率 | 中等 | 较高 | -无 |
热能利用率 | 很高 | 较低 | 低 |
加热区、均匀性 | 内外部,均匀 | 表层,不均匀 | 表层,不均匀 |
时间 | 极短 | 中等 | 较长 |
控制能力 | 好 | 无 | 无 |
选择性能力 | 好 | 无 | 无 |
产品质量 | 需防过热 | 表面易焦糊 | 易焦糊 |
产品率 | 很高 | 中等 | 较低 |
设备投资 | 高 | 中等 | 中等 |
生产费用 | 较低 | 较高 | 低 |
公害 | 无 | 环境高温 | 高温、烟尘 |
能耗 | 小 | 较高 | 大 |
因此,其经济效应无论是在能耗率、生产率、产品质量、占地大小、生产劳动条件、运行费用及技术水平等方面,微波技术均处于领先地位。
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