微波干燥設備原理

微波是頻率在300兆赫到300千兆赫的電磁波。被加熱介質(zhì)物料中的水分子是極性分子。它在快速變化的高頻電磁場作用下，其極性取向?qū)㈦S著外電場的變化而變化，造成分子的運動和相互摩擦效應。使微波場的場能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱能，使物料溫度升高，產(chǎn)生熱化和膨化等一系列物化過程，從而達到微波加熱干燥的目的。

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微波加熱的優(yōu)點

(1)微波干燥設備加熱速度快: 常規(guī)加熱(如火焰、熱風、電熱、蒸汽等)都是利用熱傳導、對流、熱輻射將 熱量首先傳遞給被加熱物的表面，再通過熱傳導逐步使中心溫度升高(既常稱的外部加熱)。它要使中心部位達到所需的溫度，需要一定的熱傳導時間，而對熱傳導率差的物體所需的時間就更長。微波加熱則屬內(nèi)部加熱方式，電磁能直接作用于介質(zhì)分子轉(zhuǎn)換成熱，且透射性能使物料內(nèi)外介質(zhì)同時受熱，不需要熱傳導，而內(nèi)部缺乏散熱條件,造成內(nèi)部溫度高于外部的溫度梯度分布,形成驅(qū)動內(nèi)部水份向表面滲透的蒸汽壓差,加速了水份的遷移蒸發(fā)速度。特別是對含水量在30%以下的食品，速度可數(shù)百倍的縮短，在短時間內(nèi)達到均勻干燥。

  (2)微波干燥設備均勻加熱: 用外部加熱方式加熱時，為提高加熱速度，就需升高外部溫度，加大溫差梯度。然而隨之就容易產(chǎn)生外焦內(nèi)生現(xiàn)象。微波加熱時不論形狀如何，微波都能均勻滲透，產(chǎn)生熱量，因此均勻性大大改善。

(3)節(jié)能高效: 不同物料對微波有不同吸收率，含有水份的物質(zhì)容易吸收微波能。玻璃、陶瓷、聚丙烯等則很少吸收微波，金屬將反射電波，這些物質(zhì)都不能被微波加熱。微波加熱時，被加熱物料一般都是放在用金屬制成的加熱室內(nèi)，加熱室對電磁波來說是個封閉的腔體，電磁波不能外泄，只能被加熱物體吸收，加熱室內(nèi)的空氣與相應的容器都不會被加熱，所以熱效率高。同時工作場所的環(huán)境溫度也不會因此而升高，生產(chǎn)環(huán)境明顯改善。

(4)易于控制:微波功率的控制是由開關、旋鈕調(diào)節(jié)，即開既用，無熱慣性，功率連續(xù)可調(diào)，易于自動化。

(5)清潔衛(wèi)生:對食品、藥品等加工干燥時，微波熱效應與生物效應能在較低的溫度下迅速殺蟲滅均，能限度的保持營養(yǎng)成分和原色澤，所以微波加熱在食品工業(yè)中得到廣泛的應用。

(6)選擇性加熱:不同性質(zhì)的物料對微波的吸收損耗不同，既選擇性加熱的特點，這對干燥過程有利。因為水分子對微波的吸收損耗，所以含水量高的部位，吸收微波功率多于含水量較低的部位，從而干燥速率趨*。但有些物質(zhì)呈負溫度系數(shù)，溫度愈高，εr和tgδ將增大，吸收愈好，造成正反饋使這一部分的溫度急劇上升。對這類物質(zhì)進行微波加熱就要注意合理制定加工工藝。

(7)安全無害:通常微波能是在金屬制成的封閉加熱室、波道管內(nèi)傳輸。采用*設計，使進出料口、觀察窗微波不屬于放射性射線、又無有害氣體排放，是一種十分安全的加熱技術。

微波殺菌設備原理

微波是100MHz--100000MHz波段的電磁波，以微波殺菌的溫度場與電磁場相比較，電磁場是細菌致死的主要因素，特別是在較低溫度時。充分利用變化的電磁場能獲得一種新的、在較低溫度下殺菌的手段和技術。電磁場在殺菌過程中表現(xiàn)出來的“非熱因素成為細菌致死的主導因素“打破了常規(guī)加熱殺菌的格局，細菌欲生存而需抗爭的對象改為”電磁力“。脈沖電磁場的殺菌機理主要表現(xiàn)在以下兩個方面 ：電場作用和電離作用，也就是常說的“非生物效應”。

微波殺菌設備優(yōu)點

1、時間短、速度快：常規(guī)熱力殺菌是通過熱傳導、對流或輻射等方式將熱量從食品表面?zhèn)髦羶?nèi)部，往往需較長時間，內(nèi)部才能達到殺菌溫度。微波則利用其透射作用，以熱效應和非熱效應的共同作用，使物品內(nèi)外均勻的、迅速升溫殺滅細菌。處理時間大大縮短，在強功率密度強度下，甚至只要幾秒～數(shù)十秒即達到滿意效果。

2、低溫殺菌、保持藥品成份：微波熱效應的快速升溫和非熱效應的生化作用，增強了殺菌功能。相比常規(guī)熱力殺菌在比較低溫的溫度、較短的時間內(nèi)就能獲得滅蟲殺菌效果，一般殺菌溫度在75～80℃，處理時間3～5分鐘。微波*加工方式能保留更多的有效成分，保持原有的色、香、味、形等風味。如采用常規(guī)熱力處理蔬菜保留的維生素Ｃ在46~50%，微波處理能達到60`90%；常規(guī)加熱豬肝維生素Ａ保持在58%，而微波加熱則達84%。

3、節(jié)約能源：微波電磁轉(zhuǎn)換率高，一般在70%以上，優(yōu)于加熱的電熱效率。加之，微波是直接對食品進行磁熱能量轉(zhuǎn)換，微波加熱器本身不會被加熱，因而不存在額外的熱功耗，所以節(jié)能省電，相比節(jié)電30~50%。

4、微波殺菌設備殺菌均勻*：常規(guī)熱力殺菌是從物料表面開始的，通過熱傳導，由表及里的漸次加熱，內(nèi)外存在溫差梯度，造成內(nèi)外殺菌效果不*，愈厚問題就愈突出。為保持食品風味，縮短處理時間，就得提高處理溫度換取處理時間的縮短，然而這將使食品表面的色、香、味、形等品質(zhì)下降。而微波的穿透性，使表面與內(nèi)部同時受熱，保證內(nèi)外均勻殺菌。

5、易自動化生產(chǎn)：微波設備操作簡便，沒有熱慣性，能根據(jù)生產(chǎn)工藝要求實時調(diào)控。整條生產(chǎn)線只需1~2名操作工。

6、工藝*：微波殺菌設備不需要鍋爐、復雜的管道系統(tǒng)、煤場和運輸車輛等，只需水、電基本條件即可，對廠房無特殊要求。

7．節(jié)省占地面積：微波設備無高溫余熱，不產(chǎn)生熱輻射，能改善工作環(huán)境；而且設備結構緊湊、節(jié)省廠房面積。

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