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微波真空干燥的原理

时间: 2024-03-08 06:24:51来源: 常州佳成干燥设备有限公司
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1.1 微波的性质

  微波是一种频率非常高的电磁波,其频率在300 MHz至300 kMHz 之间,波长在1 m 到1 mm 之间,常用的微波频率为915MHZ和2450MHZ。电磁波波长大于1 m为无线电波,小于1 mm 为光波。微波在传输过程中遇到不同种类的物质会产生反射、透射和吸收现象,这些现象的强弱则取决于物质本身的性质。

1.2 物料与微波场的关系

  根据物料与微波场之间的相互关系,可分为4 类:

(1)导体,该种物料(如金属)能反射微波,可用于贮存或引导微波,即导体可作为干燥室和波导的材料;

(2)绝缘体,也称“无损耗介电体”,几乎所有的绝缘体不反射也不吸收微波,而微波可以穿透绝缘体,因此这些材料(如陶瓷、玻璃、塑料等)可用作微波场中被加热物料的支撑装置;

(3)介电体,其特性介于前二者之间,它们中的绝大部分材料可叫做“有损耗介电体”,能不同程度地吸收微波能量,并将之化为热量;

(4)铁磁体,它们也吸收、反射和穿透微波,并同微波的磁场分量发生作用,且产生热量,这种材料常作为保护或扼流装置的材料,用来防止微波能量的泄漏。

1.3 微波加热机理

  微波干燥依赖于微波加热。微波的加热机理完全不同于传统的加热方法(传导、对流、辐射)。微波干燥技术是依靠一每秒几亿次速度进行周期变化的微波穿透物料内,与物料的极性分子相互作用。当微波照射到含水物料时,由于水分子是极性分子,极性分子排列从杂乱无章非极性状态变成有序排列。当外电场方向反复变动时,极性分子相应随之反复转换,频繁地摆动,在摆动过程中,造成分子间类似摩擦作用而产生大量热量,物料的温度也随之升高。微波加热就是利用介电损耗原理将微波能转化成为物料加热所需要的热能[1],物料吸收热量与其物料电介质的损耗因子成正比。由于水(或其它溶剂)的电介质损耗因子比其他物质大得多,所以水(或其它溶剂)分子优先吸收微波能,水分子由物料内部向表面移动,继续吸收微波能,水分变成水蒸汽而被排走,从而迅速完成干燥的目的。