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          微波設備廠家為您推薦真空微波干燥設備技術

          微波真空干燥技術

            微波屬于電磁波,具有干涉、衍射、透射、反射等一系列的電磁波波動特性。微波能量藉電磁波來傳輸,對于處在微波場中的物質,微波會產生反射、吸收和穿透現象。由磁控管射出的微波,經激勵腔和波導進入裝載著被加熱物的微波諧振腔,在諧振腔內來回振蕩,從而加熱物料。

            微波與傳統加熱工藝的不同之處,在于依靠高頻電磁振蕩來引發分子運動,使物料整體加熱。由于外部水分的蒸發,或與外部介質的熱交換,外部溫度比內部低。從而形成一個由內向外的溫度梯度,水分在物料中總是傾向于從高溫處向低溫處運動。

            水分的蒸發是一個從內向外遷移的過程,因此物料內部的傳質與傳熱是同向的,這一特性使微波成為ji佳的干燥熱源。在食品工業中,熱敏型物質需要進行低溫快速干噪,而微波技術與真空技術的結合,就成為ji具應用價值的新技術。

            干燥時間:

            微波真空干燥時間的選擇十分重要,也受著許多因素的影響。

            1、系統的微波功率應與物料量相匹配。即根據蒸發量要求配應適當大小的系統裝置。

            2、物料本身的干燥難易程度。即物料分子與水分子或相應溶劑的親和水平。

            3、對成品含水率的要求。如一般干燥成品,含水率可以控制在3~5%,如要求低至1%或以下、干燥時間需相應地延長。

            4、溶利種類。不同的溶劑所需的干燥時間及難易程度各有不同,而某些溶劑可能需要配合相應的回收系統。

            物料的尺寸及特性:

            微波具有穿透性,可以干燥相對較大的物料,但所需的干燥時間也因而有所改變。事實上,在微波真空干燥過程中,物料內部逐漸形成疏松多孔狀,其內部的導熱性開始減弱,即物料逐漸變成不良的熱導體。

            隨著微波真空干燥過程的進行,內部溫度會高于外部,物料體積愈大,其內外溫度梯度就愈大,內部的熱傳導不能平衡微波所產生的溫差,使溫度梯度達到不能接受的水平。因此,除非有特殊理由,否則應預先把物料處理到較小的粒狀或片狀,以改進干燥的效果。

            當物料必須以較大的形式出現時,需在物料接近減速干燥期時,降低微波功率,從而有效減少其內外溫差,但相對的反效果是延長了干燥時間。根據不同大小物料的干燥數據,減速干燥時間將從10~15分鐘延長至25~40分鐘,在大多數情況下,這一數據是可以接受的。

            粉末狀產品在微波干燥時具有其獨特性。當它們被堆積在一起時,不應看成是許多小顆粒,而是一個大的整體,此時需要特別注意料層的內外溫差。

            微波加熱的均勻性:

            微波加熱的均勻性影響各部分物料的干燥速度,以及干燥后成品質量的均一性。

            對單個物料而言,微波是整體加熱的,不存在外部先受熱,然后內部逐漸升溫的情況,從而體現熱均勻性的一面;然而,當觀察整個加熱腔內的物料,微波以多個模式在腔內形成諧振。

            微波形成的模式愈多,加熱情況就愈均勻,但所形成的模式數目受腔體尺寸、形式、耦合口的位置和數量、物料多少等諸多因素影響。對這些條件的#化,能夠改善微波加熱的均勻性,然而卻不可能做到完全一致的加熱溫度。因為微波在諧振腔內來回反射,無論怎樣改良,仍存在波峰與波節相對密集的區域,電場能量不會完全一致。要取得一致的干燥效果,除非物料本身處于運動狀態,有助微波諧振模式的改變,從而改善熱均勻性。

            物料混合干燥:

            不同特性的物料或不同含水率的相同物料,不宜放在一起干燥。一般建議每次只干燥一種物料,因為不同產品的介電常數有異,不同含水率物質蒸發的速率也有區別,要在Z終達到同樣的干燥效果顯然是很困難的。

            當然也有例外的情況,如干燥兩種混和了的不同粉體時,粉體處于ji細致并充分混合的情況下,可看作是同一種物質。這種原理也能應用到液體或膏狀物質里。

            干燥的效率及經濟性:

            效率是微波干燥法Z顯著的#勢,用冷凍干燥法處理可能需要20-30小時,但換上微波真空干燥法,只須1-2小時便可,大大地提高了效率及與之相關的綜合效益。值得一提的是,一些含酒精或其他溶劑的物料一根本是不能被凍結的。

            同時,微波真空干燥法在能源節約上也有一定的#勢,通過大量實踐及綜合計算,可以提供一個近似的能耗值,每蒸發1千克水分,耗電量約1.6度。對于較高附加值的產品,這顯然是可以接受,而對一些附加值相對較低的產品,則需要從綜合成本計算。

            此外,對于水果、蔬菜、及農副產品等含水率高達90~95%的產品,如果一開始便用微波將全部水分脫去是不經濟的,也會降低效率。正確的程序是預先將產品水分含量降至30~60%,才用微波真空干燥法脫去剩余水分。

            系統的安全性:

            要注意的是,系統不能空載運行,即加熱腔內必須盛有負載物。如果腔內無物料,微波經多次反射后會折返耦合口,從而在耦合口附近產生電場的疊加,形成很高的駐波。另一方面,腔內也不應有金屬物體,因為金屬物體會擾亂腔內的場強分布,可能引起不諧振和擴大駐波。

            另一個必須注意的要點是,要嚴格防止微波泄漏。系統的進出口與外界相通的部位,均需要考慮微波的屏蔽或衰減,并確保微波不會干擾到其他探測元件的工作。


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