微波的特性
1、选择性加热
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。
微波加热的优点
1、热速度快
常规加热(如火焰、热风、电热、蒸汽等)都是利用热传导、对流、热辐射将热量首先传递给被加热物的表面,再通过热传导逐步使中心温度升高(既常称的外部加热)。它要使中心部位达到所需的温度,需要一定的热传导时间,而对热传导率差的物体所需的时间就更长。微波加热则属内部加热方式,电磁能直接作用于介质分子转换成热,且透射使介质内外同时受热,不需要热传导,故可在短时间内达到均匀加热。
2、均匀加热
用外部加热方式加热时,为提高加热速度,就需升高外部温度,加大温差梯度。然而随之就容易产生外焦内生现象。微波加热时不论形状如何,微波都能均匀渗透,产生热量,因此均匀性大大改善。
3、节能高效
不同物料对微波有不同吸收率,含有水份的物质容易吸收微波能。玻璃、陶瓷、聚丙烯、聚乙烯、氟塑料等则很少吸收微波,金属将反射电波,这些物质都不能被微波加热。微波加热时,被加热物料一般都是放在用金属制成的加热室内,加热室对电磁波来说是个封闭的腔体,电磁波不能外泄,只能被加热物体吸收,加热室内的空气与相应的容器都不会被加热,所以热效率高。同时工作场所的环境温度也不会因此而升高,生产环境明显改善。
4、易于控制
微波功率的控制是由开关、旋钮调节,即开既用,无热惯性,功率连续可调,易于自动化。
5、清洁卫生
对食品、药品等加工干燥时,微波热效应与生物效应能在较低的温度下迅速杀虫灭均,能最大限度的保持营养成分和原色泽,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
不同性质的物料对微波的吸收损耗不同,既选择性加热的特点,这对干燥过程有利。因为水分子对微波的吸收损耗最大,所以含水量高的部位,吸收微波功率多于含水量较低的部位,从而干燥速率趋一致。但有些物质呈负温度系数,温度愈高,εr和tgδ将增大,吸收愈好,造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加热就要注意合理制定加工工艺。
7、安全无害
通常微波能是在金属制成的封闭加热室、波道管内传输。公司集多年加工经验和技术装备,采用先进设计,使进出料口、观察窗、炉门等处的微波泄漏严格控制在国家安全标准指标内,大大低于国家制定的安全标准。而且微波不属于放射性射线、又无有害气体排放,是一种十分安全的加热技术。微波加热干燥方法与通常加热方法(如热空气、火焰、电热器、煤气炉、红外线、高频感应加热等)相比,具有许多特点。主要是:不需热量由表及里的传递,直接加热物体内部,且热常场温度分布均匀;温度可瞬时控制,准确控制加热时间;所需加热时间短;产品质量、产量及劳动生产率得到提高;适合生产过程自动化;无公害、污染问题。 在我国首先是从微波理疗机的试制开始,随后推广到食品、茶叶、烟草、皮革、药品、纸张、木材、橡胶等轻工业产品的加工方面,以及农业上的粮食烘干、种子处理等方面。