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工业微波加热原理及应用特性

发布时间:2020-10-09     

一、工业微波加热原理

工业微波加热原理及应用特性

微波是指频率在300兆赫兹到300千兆赫兹的电磁波。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,造成分子的运动和相互摩擦效应。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加热的目的。通过微波加热,在生产过程中我们就有微波杀青设备,微波干燥设备,微波杀菌设备等应用于大众化的工厂生产线设备。

二、工业微波加热特性

1、选择性加热

工业微波加热原理及应用特性

物质吸收微波的能力,主要由其介质损耗因数来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强,相反,介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱。由于各物质的损耗因数存在差异,微波加热就表现出选择性加热的特点。物质不同,产生的热效果也不同。水分子属极性分子,介电常数较大,其介质损耗因数也很大,对微波具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小,其对微波的吸收能力比水小得多。因此,对于食品来说,含水量的多少对微波加热效果影响很大。

2、 穿透性

微波比其它用于辐射加热的电磁波,如红外线、远红外线等波长更长,因此具有更好的穿透性。微波透入介质时,由于介质损耗引起的介质温度的升高,使介质材料内部、外部几乎同时加热升温,形成体热源状态,大大缩短了常规加热中的热传导时间,且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相关关系时,物料内外加热均匀一致。

3、 热惯性小

微波对介质材料是瞬时加热升温,能耗也很低。另一方面,微波的输出功率随时可调,介质温升可无惰性的随之改变,不存在“余热”现象,极有利于自动控制和连续化生产的需要。

4、  高效性

工业微波加热原理及应用特性

在常规加热中,设备预热、辐射热损失和高温介质热损失在总的能耗中占据较大的比例,而微波进行加热时,介质材料能吸收微波,并转化为热能,而设备壳体金属材料是微波反射型材料,它只能反射而不能吸收微波(或极少吸收微波) 。所以,组成微波加热设备的热损失仅占总能耗的极少部分。再加上微波加热是内部“体热源”,它并不需要高温介质来传热,因此绝大部分微波能量被介质物料吸收并转化为升温所需要的热量,形成了微波能量利用高效率的特性。与常规电加热方式相比,它一般可以节电30%~50%。

5、无污染

常规加热一般采用矿物燃料作为能源,其燃烧产生的二氧化碳被称为产生“温室效应”的主要成分 。而微波加热所用能源为电能,对环境没有污染。除此之外,微波加热还具有加热质量高、营养破坏少、加热设备紧凑、节省空间等优点。