微波干燥不同于传统干燥方式其热传导方向与水分扩散方向
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一、微波原理:微波是一种波长极短的电磁波,它和无线电波、红外线、可见光一样,都属于电磁波,微波的频率范围从300MHZ到300KMHZ,即波长从1毫米到1米的范围。
微波加热干燥的原理:是利用微波在快速变化的高频电磁场中与物质分子相互作用,被吸收而产生热效应,把微波能量直接转换为介质热能,微波被物体吸收后,物体自生发热,加热从物体内部、外部同时开始,能做到里外同时加热,不同的物质吸收微波的能力不同,其加热效果也各不相同,这主要取决于物质的介质损耗。
水是吸收微波很强烈的物质,一般含有水分的物质都能用微波来进行加热,快速均匀,达到很好效果。
二、微波干燥特点:1、干燥速度快。
常规方法如:蒸汽干燥、电热干燥、热风干燥等,由10%含水量脱至1%以下需十几个小时,采用微波干燥仅需十几分钟;由5%含水量脱至1%以下常规方法需六至七小时,采用微波干燥仅需几分钟;由30%-20%含水量脱至1%以下,常规方法需二十几小时,采用微波干燥仅用二十分钟左右。
常规热力干燥往往在环境及设备上存在热损失,室内环境温度高。
而微波是直接对物料进行作用,因而没有额外的热能耗损,微波干燥处理均无以上现象。
设备能即开即用,没有常规热力干燥的热惯性,操作灵活方便,微波功率可调,传输速度从零开始连续可调,便于操作。
2、保持物料原色。
由于微波干燥不需要热传导,物料自身发热,干燥速度快,接触物料的温度大大低于常规方法,不会造成物料裂变现象。
3、流水线作业,操作环境好。
与常规方法相比,微波设备不需要锅炉、复杂的管道系统,煤场和运输车辆,只要具备水,电基本条件即可。
相比而言,一般可节电30%-50%。
改善劳动条件,节省占地面积.设备的工作环境低、噪音小,极大地改善了劳动条件,整套微波设备的操作只需2-3人。
微波干燥设备可以与上料机、出料输送机、振动筛、包装机等设备连接,组成一条流水生产线,这样大大提高了劳动生产力,车间里没有粉尘飞扬状况发生,符合国家GMP生产标准。
传统干燥与微波干燥的区别很多客户在咨询我们微波干燥机的时候,大多会问到微波干燥和传统干燥有什么区别,哪种方式好,根据我在微波干燥设备多年的经验告诉大家,下面是具体的对照表,供客户参考:传统干燥微波干燥工作原理热传导方式,由外向内加热微波直接作用于水分子,内外同时加热,损耗小干燥时间三天、一周、或者更长时间几分钟或几十分钟干燥效果很难达到100%干燥,难控温直接对水分子作用100%干燥,易控温干燥均匀性不均匀选择性加热,干燥均匀品质、品相易变色、变形、板结可提高物料品质能源热传导:煤或者天然气→热能电能→微波能→热能,能量转换率高能源利用率能源利用率小,浪费多比传统方式节能40%以上环保卫生煤、油、天然气污染严重无任何污染工作环境劳动强度大,扬尘严重,工作环境恶劣自动辅料,密封无扬尘,优化工作环境、减少工人数量、劳动强度、操作简易以上比较微波干燥优点多多,将会取代传统的干燥方式,顺应经济发展需求,赢得更大的市场。
微波干燥机效率比其它干燥机效率都高,效率高的原因主要来自两个方面:1、微波是穿透性加热让加热过程变得更为直接和短暂;2、设备排湿系统可采用直排方式大大提高水汽的挥发效果。
微波是一种电磁波,只要遇到极性分子(水分子),微波对物料进行波动性加热并最终被物料所吸收。
在微波场的作用下,极性分子(水分子)会随着磁场的磁极的变化从原来的状态转向按照电场的状态极性快速变化,这种变化运动以每秒24亿5千万次的频率(以2450HMZ频率微波为例)进行变化,造成分子的剧烈运动与摩擦碰撞,从而物料产生热量,使物料温度不断升高,这个是微波对物料加热的基本原理。
微波穿透能力强,可使物料内外同时受热。
另一方面,由于微波不会加热空气,也就是空气不吸收微波,所以没有热辐射损耗,比蒸汽加热、远红外加热节能30%以上。
水是一种极性很强的分子,在微波加热的作用下,水能极快地吸收微波,把微波能转化为热能,在温度达到60度以上时,水分子就开始汽化,形成水气进行蒸发脱离其它物质,由于采用微波干燥的物料体内外同时受热,物体内部的水蒸汽能在短时间内全部蒸发,同时由于干燥箱内没有热空气,不需考虑热量损耗的问题,所以可以采用大排量风机直接把湿汽及时排走,从而达到烘干其它物质的目的。
发展论坛微波干燥及其发展杨洲1段洁利2(11华南农业大学工程技术学院,广东广州,51064221山西农业大学农业工程系,陕西杨陵,712100)=摘要>分析阐述了微波干燥的原理、特点以及微波干燥系统的基本组成,同时对其在农产品干燥中的应用进行了预测分析。
=关键词>干燥;微波;农产品中图分类号:TS203文献标识码:A文章编号:1009-1807(2000)02-0005-031微波干燥的基本原理111微波加热原理微波是指波长范围为1m m~1m,频率范围为310@102~310@105MH z,具有穿透特性的电磁波,常用的微波频率为915MH z和2450MH z。
微波发生器的磁控管接受电源功率而产生微波功率,通过波导输送到微波加热器,需要加热的物料在微波场的作用下被加热。
微波加热利用的是介质损耗原理,而且水的损耗因数比干物质大得多,电磁场释放能量中的绝大部分被物料中的水分子吸收。
一般情况下,被干燥物料中的水分子由于布朗运动,分子的排列杂乱无章并迅速变化,极性相互抵消,宏观上不呈现极性。
而被置于由微波发生器产生的电场中时,微波场以每秒几亿次的高速周期地改变外加电场的方向,使介质的极性水分子迅速摆动,产生显著的热效应,从而使物料内部和表面的温度同时迅速升高。
112微波干燥的机理分析微波加热造就物料体热源的存在,改变了常规加热干燥过程中某些迁移势和迁移势梯度方向,形成了微波干燥的独特机理。
由于物料中的水分介质损耗较大,能大量吸收微波能并转化为热能,因此物料的升温和蒸发是在整个物体中同时进行的。
在物料表面,由于蒸发冷却的缘故,使物料表面温度略低于里层温度,同时由于物料内部产生热量,以致于内部蒸汽迅速产生,形成压力梯度。
如果物料的初始含水率很高,物料内部的压力非常快地升高,则水分可能在压力梯度的作用下从物料中排除。
初使含水率越高,压力梯度对水分排除的影响越大,也即有一种/泵0效应,驱使水分流向表面,加快干燥速度。
微波干燥原理:微波是指频率在300兆赫至300千兆赫的电磁波。
通常,物质由极性分子和非极性分子组成。
在微波电磁场的作用下,介质中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而排列取向。
例如:采用的微波频率为2450兆赫,就会出现每秒24.5亿排列,分子间就会产生激烈的摩擦。
在这一过程中,微波能量瞬间转化为物质内的热量,使物质温度呈现为快速的升高。
微波干燥特点:1、加热迅速、高效节能:微波加热与传统加热方式(热传导、对流、辐射)的机理完全不同,它是使被加热物料本身发热,不需要热传导过程而且设备与空气不吸收热量,物料内外在瞬间达到加热温度,与传统的电加热、远红外加热相比节能2-3倍以上。
2、加热均匀、提高产品质量:微波能渗透到物料内部,使物料表里同时产生热能,选择性加热使物料加热均匀性好,不会产生外焦内生现象。
随着物料表面水分不断蒸发,物料表面屋温度将略低于里层温度,形成的温度梯度由内指向外,与加热过程中伴随发生的蒸汽压迁徙方向与热量迁移方向均一致。
据物料干燥理论,这种加热状态是极有利于物料干燥的。
3、热惯性小、加热的即时性、易于控制:微波输出的能量即刻就被物料吸收而加热。
但对于传统加热,它们输出能量同时被物料吸收和冷的炉体吸收。
微加热只需用电,只要控制微波功率即可实现立即加热或终止,没有预热过程。
应用人机界面和PLC可实现工艺过程的自动化控制。
4、占地少、安全环保:微波能量集中有且加热迅速,使其占地少。
科学的漏能抑制系统使微波泄漏严格控制在国标范围以内,不产生放射性危害,且整个过程无有害气体排放,不产生余热和粉尘污染。
1、微波杀菌是通过特殊热和非热效应杀菌,与常规热力杀菌比较,能在比较低的温度和较短的时间获得所需的消毒杀菌效果。
实践证明,一般杀菌温度在75-80摄氏度就能达到效果,此外,微波处理食品能保留更多的营养成分和色、香、味、形等风味,且有膨化效果。
2、节约能源:常规热力杀菌往往在环境及设备上存在热损失,而微波是直接对食品进行作用处理,因而没有额外的热能损耗。
现代食品加工技术微波真空干燥技术汤凤霞微波真空干燥技术一、微波真空干燥原理二、微波真空干燥的特点三、几个重要因素对微波真空干燥效果的影响四、微波真空干燥在农产品加工中的应用五、展望一、微波真空干燥原理●微波是频率在300兆赫的电磁波。
●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干燥的目的。
●微波加热主要特点加热迅速微波加热与传统加热方式完全不同。
它是使被加热物料本身成为发热体,不需要热传导的过程。
因此,尽管是热传导性较差的物料,也可以在极短的时间内达到加热温度。
●加热均匀无论物体各部位形状如何,微波加热均可使物体表里同时均匀渗透电磁波而产生热能。
所以加热均匀性好,不会出现外焦内生的现象。
●节能高效由于含有水分的物质容易吸收微波而发热,因此除少量的传输损耗外,几乎无其它损耗。
故热效率高、节能。
它比红外加热节能1/3以上。
●工艺先进只要控制微波功率即可实现立即加热和终止。
应用人机界面和PLC可进行加热过程和加热.工艺规范的可编程自动化控制。
●安全无害由于微波能是控制在金属制成的加热室内和波导管中工作,所以微波泄漏极少,没有放射线危害及有害气体排放,不产生余热和粉尘污染,既不污染食物,也不污染环境。
●●脱水农产品具有方便、健康、毋须冷藏、保藏运输费用低等优点,在世界各地有着广阔的市场前景。
●目前传统的热风干燥已不能满足消费者追求品质一流的要求●真空冷冻干燥的产品品质优良,但存在的问题:●干燥时间长,设备投资大,生产成本高●微波加热干燥农产品时,微波能穿透产品,因此热传递比其他形式的能更为有效。
而真空干燥后产品膨化性能提高,口感酥脆●由此微波真空干燥技术就应运而生,它表现出两者的优点:●既降低了干燥温度又加快了干燥速度,产品的口感、风味和复水性都较佳。
食品加工中的微波干燥技术食品加工技术在食品工业中起着至关重要的作用。
其中,微波干燥技术是目前食品加工技术中使用较为广泛的干燥技术之一。
微波干燥技术为食品加工行业带来了诸多的好处,比如能够显著缩短干燥时间、提高生产效率、降低能源消耗等,因此受到了越来越多的关注。
本文将从微波干燥技术的原理、应用以及存在的问题等方面进行探讨,以期对大家有所启发。
一、微波干燥技术的原理微波干燥技术是指通过微波在物料中产生的热量和水分分子的直接加热,使被干燥物料水分分子从内部向外部迅速扩散蒸发,从而达到快速干燥的目的。
微波干燥技术与传统的干燥技术不同,它不需要通过传热来吸收被干燥物料中的水分,而是通过微波的直接加热,将被干燥物料的水分从内部蒸发出去,因此能够在较短时间内完成干燥过程。
二、微波干燥技术的应用微波干燥技术在食品加工行业中的应用非常广泛。
它可以用于蔬菜、肉类、水果、坚果等的干燥处理,其中,蔬菜和水果在干燥处理中的应用最为广泛。
蔬菜和水果的干燥处理可以大大减少其体积和重量,便于储存和运输。
同时,干燥处理还可以使蔬菜和水果的营养成分得到保持,从而可以增加其营养价值,延长其保质期。
除了蔬菜和水果外,微波干燥技术还可以用于肉类的干燥处理。
在传统的肉类干燥处理中,往往需要通过长时间的烘烤来完成肉类的干燥处理,这样不仅耗费时间,而且会破坏肉类的营养成分。
而采用微波干燥技术进行肉类干燥处理,则不仅可以大大缩短干燥时间,而且能够完整地保留肉类的营养成分。
三、微波干燥技术存在的问题虽然微波干燥技术在食品加工行业中的应用较为广泛,但也存在一些问题。
其中,微波能量的穿透深度较浅,会导致物料表面温度过高,而内部温度过低的问题,从而影响干燥效果。
此外,微波干燥技术中的微波波长会受到物料的水分含量、密度等因素的影响,从而导致微波干燥效果存在差异。
此外,由于微波的加热方式不同于传统的加热方式,因此也需要对微波干燥技术的操作规程进行改进,以保证产品的质量和安全。
温度对锂电池极片的影响锂离子电池性能受到众多因素的影响,不仅仅包括电池设计、原材料、工艺水平、设备精度等方面,还包括生产环境因素,比如温度、粉尘和水分。
即使少量的杂质也会对锂离子电池的循环稳定性和安全性造成不利影响;水分的控制也非常关键,微量水分就会愈电解液发生反应,产生不利影响,商业化锂离子电池在环境水分严格控制的大型干燥间内生产,所有部件在电池组装前都要进行干燥。
而温度对电池的影响也是多方面,多工艺过程的。
因此,我们必须高度重视生产过程,并严格控制质量。
锂电池的生产包括极片制造工艺、电池组装工艺以及最后的注液、预充、化成、老化等。
锂离子电池工艺过程传统的商业化锂离子电池极片工艺过程为:活性物质,粘结剂和导电剂等混合制备成浆料,然后涂敷在铜或铝集流体两面,经干燥后去除溶剂形成干燥极片,极片颗粒涂层经过压实致密化,再裁切或分条。
然后正负极极片和隔膜组装成电池的电芯,封装后注入电解液,经过充放电激活,最后形成产品。
具体的电池工艺流程如图1所示。
电池生产工艺流程提高温度抑制浆料沉降在锂离子电池浆料中,活性物质、导电剂分散悬浮在溶解了有机物粘结剂的溶剂中,悬浮颗粒受到布朗力、浮力和本身重力作用。
悬浮在流体中的微粒表现出无规则运动,这种微粒的运动称之为布朗运动。
液体分子不停地做无规则的运动,不断地随机撞击悬浮微粒。
因此,布朗运动是大量分子做无规则运动对悬浮的固体微粒各个方向撞击作用的不均衡性造成的,所以布朗运动是大量液体分子集体行为的结果。
悬浮颗粒受到布朗力F B作用,表达式如下式所示,其中k B是布朗常量,1.381×10−23J/K ;r是悬浮颗粒半径,m;T abs是绝对温度,K。
颗粒越小,颗粒的表面积越小,同一瞬间,撞击颗粒的液体分子数越少,据统计规律,少量分子同时作用于小颗粒时,它们的合力是不可能平衡的。
而且,同一瞬间撞击的分子数越少,其合力越不平衡,又颗粒越小,其质量越小,因而颗粒的加速度越大,运动状态越容易改变,故颗粒越小,布朗运动越明显。
摘要:从微波原理与隧道式微波干燥灭菌机设备简介入手,阐述了隧道式微波干燥灭菌机的温度分布确认方法,同时通过对负载试生产的人丹进行水分、含量与溶散时限的测定,以证明运行参数设置的可行性。
关键词:隧道式微波干燥灭菌机;温度分布;水分;含量;溶散时限;人丹0引言隧道式微波干燥灭菌机是中药丸剂生产中用于药丸干燥的重要设备,也是GMP认证中的关键设备,其温度的分布均匀程度直接影响所干燥产品的质量。
我司自2003年将隧道式微波干燥灭菌机应用于丸剂干燥生产中,采用的干燥设备为天水华圆制药设备科技有限责任公司(以下简称天水华圆)生产的隧道式微波干燥灭菌机。
由于验证需要,需对隧道式微波灭菌干燥机进行温度分布确认。
1 微波原理微波是指通过微波管发射波长在1 mm~1 m(即频率在300~300 000 MHz)的电磁波。
微波干燥利用磁场方向的高频转变,使极性分子产生运动和摩擦,从而产生热量。
和传统干燥方式不同,微波干燥时物体本身成为发热体,并且热传导方向与水分扩散方向相同。
被加热的介质物料中的水分子是极性分子,极性水分子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,也就是所谓的加热效应。
微波加热主要使水分子在微波交变电磁场的作用下,引起强烈的极性振荡摩擦,产生热量,达到干燥物料的目的。
微波干燥目前在丸剂干燥中应用广泛]。
2 隧道式微波干燥灭菌机的设备简介隧道式微波干燥灭菌机运行时,首先由微波发生器产生微波,经馈能装置输入微波加热器,物料由传输系统送至加热器中,此时物料中的水分在微波能的作用下升温蒸发,水蒸气通过抽湿系统排出,达到干燥的目的。
物料中的细菌则被微波电磁场作用下所产生的生物效应和热效应杀灭。
隧道式微波干燥灭菌机运行时,通过PLC人机界面进行控制,物料由聚四氟乙烯输送带进行输送,其速度调节为无级变频调速。
加热箱配备红外辐射测温仪,通过设置温度控制点,实现温度自动调节,以精确控制产品质量。
微波干燥技术是一种新型的干燥方式,微波干燥机的诞生给人们带来了方便,开拓了新领域干燥,它的的干燥原理非常特别不是传统的对物料有外向里的加热方式进行的干燥,而是有物体内部产生热量,但是微波粉状干燥是如何杀菌的呢,也许下面的文章会给你答案。
微波干燥不同于传统干燥方式,其热传导方向与水分扩散方向相同。
与传统干燥方式相比,具有干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀、清洁生产、易实现自动化控制和提高产品质量等优点,因而在于燥的各个领域越来越受到重视。
用途:用于粉状、颗粒状物料的干燥脱水。
常规加热如火焰、热风、电热、蒸汽干燥等都是利用热传导的原理,将热量从被加热物外部传入内部,逐步使物体中心温度升高,称之外部加热。
要使中心部位达到所需的温度需要一定的时间,导热性较差的物体所需时间就更长。
这些传统的干燥方法时间长、耗电量大,加热不太均匀,上下翻动,劳动强度大,而微波能干燥特点,微波能穿透物体内部里外同时加热,频率为2450MHZ,以每秒24亿5千万次的振荡,水分子也同样是24亿5千万次的振荡,分子之间互相磨擦产生热量,自已发热。
所以可广泛用于化工产品的粉状物料的干燥脱水。
例如:草酸钴、氢氧化锂、氢氧化镍、甘露纯、仲钨酸铵、钴酸锂等,含水量从40%干燥后达到0.5%,烘干时间只需5~6分钟,干燥温度可以控制在80℃~90℃。
微波干燥的特点:选择性加热。
因为水分子对微波吸收较好,所以含水量高的部份,吸收微波功率多于含水量较低的部份。
这就是选择性加热的特点,利用这一特点可以做到均匀加热和均匀干燥。
节能高效。
微波是直接对物料进行作用,因而没有额外的热能损失,炉内的空气与相应的容器都不会发热,所以热效率极高,生产环境也明显改善,与远红外加热相比可节电30%。
时间短,效率高。
微波加热是使被加热物体本身成为发热体,不需要热传导的过程。
微波从四面八方穿透物体内部里外同时使物体在很短时间内达到均匀加热,大大缩短了干燥时间。
易于控制,工艺先进。
以上比较微波干燥优点多多,将会取代传统的干燥方式,顺应经济发展需求,赢得更大的市场。
微波干燥机效率比其它干燥机效率都高,效率高的原因主要来自两个方面:1、微波是穿透性加热让加热过程变得更为直接和短暂;2、设备排湿系统可采用直排方式大大提高水汽的挥发效果。
微波是一种电磁波,只要遇到极性分子(水分子),微波对物料进行波动性加热并最终被物料所吸收。
在微波场的作用下,极性分子(水分子)会随着磁场的磁极的变化从原来的状态转向按照电场的状态极性快速变化,这种变化运动以每秒24亿5千万次的频率(以2450HMZ频率微波为例)进行变化,造成分子的剧烈运动与摩擦碰撞,从而物料产生热量,使物料温度不断升高,这个是微波对物料加热的基本原理。
微波穿透能力强,可使物料内外同时受热。
另一方面,由于微波不会加热空气,也就是空气不吸收微波,所以没有热辐射损耗,比蒸汽加热、远红外加热节能30%以上。
水是一种极性很强的分子,在微波加热的作用下,水能极快地吸收微波,把微波能转化为热能,在温度达到60度以上时,水分子就开始汽化,形成水气进行蒸发脱离其它物质,由于采用微波干燥的物料体内外同时受热,物体内部的水蒸汽能在短时间内全部蒸发,同时由于干燥箱内没有热空气,不需考虑热量损耗的问题,所以可以采用大排量风机直接把湿汽及时排走,从而达到烘干其它物质的目的。
和蒸汽加热、远红外加热对比,蒸汽加热、远红外加热不能采用及时排湿,原因就是会把传导过程中的热量排走或冷却导致加热效率较底。
微波加热技术综述微波技术首先应用于通信、广播、电视技术中。
在这些领域里,微波作为一种信息或信息的载体被利用。
在微波通信工程的数十年应用中,发现始终伴随有一种会引起微波能损耗、需要设法防止和消除的有害因素——热效应。
直到六十年代末,微波能终于被作为一种能源来加以利用,进行加热、干燥、杀虫、灭菌、医疗等。
工业项目上首创是在食品工业方面,而家用微波炉的出现更进一步扩大了微波加热技术的应用领域。
微波干燥原理: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)。
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,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。
特点:微波加热具有以下几个主要特点:1.就地加热,里外一起热,加热速度快这是微波加热的最大特点,不管是传导、对流、辐射的加热方式,热源都是在外面,物料温度的升高是由外及里,将表面加热之后再传导到内部,这要受到傅立叶定律的限制,通常被加热物料是热的不良导体,有很大的热阻,加热时间自然很长。
微波加热热量在被加热物料内部产生,这样里外一起热,不仅温度很均匀,而且不会带来夹生现象。
常规加热时,温度表面高,内部低,这种温度分布,不利于水分迅速蒸发。
而微波加热里外一起热,同时因为表面较容易散热,往往是内部温度高于外部,温度梯度方向和水分梯度的方向相同,传热和传质方向一致,促使内部水分迅速蒸发,形成内部压力梯度,使水分很快扩散到表面挥发掉,这就使干燥时间大为缩短。
2.穿透能力与加热均匀性穿透能力是指电磁波穿透到物体内部的本领,电磁波透入介质表面并向里传播时,能量不断被吸收转化成热能。
除了很大的物体外,一般可以大致做到表里一致均匀加热。
故被干燥物料的尺寸大小,主要取决于穿透深度。
3.介质电性质和选择加热效应不同物质微波加热的效果不同,这就是微波加热的选择性。
这种选择性使得一些产品不能用微波来直接加热。
微波干燥不同于传统干燥方式,其热传导方向与水分扩散方向相同。
与传统干燥方式相比,具有干燥速率大、节能、生产效率高、干燥均匀、清洁生产、易实现自动化控制和提高产品质量等优点,因而在于燥的各个领域越来越受到重视。
早在上世纪60年代国外就对微波干燥技术的应用和理论进行了大量研究,在近几十年又得到了进一步的发展。
我国微波干燥技术研究起步较晚,与国外相比有一定的差距,但也取得了不错的成绩,也有许多研究与应用成果。
我国微波干燥技术现已用于食品工业、材料化工、医药工业、矿产开采业、陶瓷工业、实验室分析、湿天然橡胶加工等方面。
干燥过程几乎涉及国民经济的所有部门,广泛应用于生产和生活中。
干燥的目的是除去某些原料、半成品及成品中的水分或溶剂,以便于加工、使用、运输和贮藏等。
一般的干燥方法有机械法、化学法和加热法。
这些方法要么设备庞大、干燥费用高,要么干燥速度慢、处理量小。
随着科学技术的发展,如生物制品、新型材料、高级陶瓷、新型高级食品和新型药物制品等新产品的出现,传统的干燥技术和干燥器不一定都适应。
微波干燥技术和微波干燥器已在轻工业、化工材料工业、食品与农产品加工业等行业得到了广泛应用并表现出了显著的优越性。
微波干燥无疑是适应新产品要求的一项新技术。
同国外相比,我国在微波干燥技术的应用研究方面起步较晚,虽然取得了不少成果,但微波干燥技术的应用研究领域较窄,大多停留在实验阶段或小规模生产阶段,复合微波干燥技术的研究有待于拓展,微波干燥的瞬间传质传热理论研究还不够,与微波干燥技术配套的设备及仪器开发尚需加强。
另外,虽然微波干燥在天然橡胶干燥方面的应用理论研究已取得了很大进步,但其规模化、连续化及自动化还有很多问题有待解决,微波干燥对橡胶分子结构、非橡胶组分以及制品工艺性能等方面的影响还需进一步研究。
这些都是我们今后的研究重点。
杀菌设备的优势:一、节约能源:常规热力杀菌往往在环境及设备上存在热损失,而微波是直接对食品进行作用处理,因而没有额外的热能损耗。
相比而言,一般可节电30-50%.二、均匀彻底:常规热力杀菌是从物料表面开始,然后通过热传导传至内部。
存在内外温差。
为了保持食品风味,缩短处理时间,往往食品内部没有达到足够温度而影响杀菌效果。
由于微波具有穿透作用,对食品进行整体处理时,表面和内部都同时受到作用,所以消毒杀菌均匀、彻底。
三、便于控制:微波食品杀菌处理,设备能即开即用,没有常规热力杀菌的热惯性,操作灵活方便,微波功率能从零到额定功率连续可调、传输速度从零开始连续调整,便于控制。
四、设备简单,工艺先进:与常规消毒杀菌相比,微波杀菌设备不需要锅炉、复杂的管道系统、煤场和运输车辆等,只要具备水、电基本条件即可。
新疆乌鲁木齐瓜子烘干设备原理:微波是一种能量(而不是热量)形式,但在介质中可以转化为热量。
材料对微波的反应可以分为四种情况:穿透微波;反射微波;吸收微波;部分吸收微波。
一般在能加工领域中,所处理的材料大多是介质材料,而介质材料通常都不同程度地吸收微波能,介质材料与微波电磁场相互耦合,会形成各种功率耗散从而道道能量转化的目的。
能量转化的方式有许多种,如离子传导、偶极子转动、界面极化、磁滞、压电现象、电致伸缩、核磁共振、铁磁共振等,其中离子传导及偶极子转动是微波加热的主要原理。
微波加热是一种依靠物体吸收微波能将其转换成热能,使自身整体同时升温的加热方式而完全区别于其他常规加热方式。
传统加热方式是根据热传导、对流和辐射原理使热量从外部传至物料热量,热量总是由表及里传递进行加热物料,物料中不可避免地存在温度梯度,故加热的物料不均匀,致使物料出现局部过热,影响加热技术与传统加热方式不同,它是通过被加热体内部偶极分子高频往复运动,产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高,不须任何热传导过程,就能使物料内外部同时加热、同时升温,加热速度快且均与,仅需传统加热方式的能耗的几分之一或几十份之一就可达到加热目的。
从理论分析,物质在微波场中所产生的热量大小与物质种类及其介电特性有很大关系,即微波对物质具有选择性加热的特性。
化学纤维微波干燥是一种新型的干燥方式。
干燥时,微波能直接作用于介质分子转换成热能,由于微波具有穿透性能使介质内外同时加热,不需要热传导,所以加热速度非常快,对含水量在30%以下的食品,干燥速度可缩短数百倍。
同时不管物体任何形状,由于物体的介质内外同时加热,物料的内外温差小,加热均匀,不会产生常规加热中出现外焦内生的状况,使干燥质量大大提高。
微波干燥与传统加热相比,具有以下优点:①高效、无能耗,②加热均匀,③干燥速度快,④无热惯性、⑤安全环保,⑥操作简单、易控。
物体吸收微波能量转化成热量后,物体温度升高,物体内含的水分蒸发,脱水,干燥;若适当地控制脱水速度,就能让物体的结构松疏,膨化。
在这个过程中,也可以控制调高加热温度,使物体处于烘烤状态。
微波烘干杀菌设备的主要特点:一、加热快速:微波烘干设备它是使被加热物体本身成为发热体,不需要热传导过程。
因此,尽管是热传导性较差的物料,也可以在极短的时间内达到加热温度。
二、均匀加热:无论物体各部位形状如何,微波烘干设备加热均可使物体表里同时均匀渗透电磁波而产生热能。
所以物体内外加热均匀性基本一致。
三、节能高效:在微波烘干设备加热过程中除了被加热物料升温外,几乎无其它损耗。
故热效率高、节能。
四、防酶、杀菌、保鲜:微波烘干设备加热具有热效应和生物效应,能在较低温度下杀菌和防酶保鲜。
由于加热速度快、时间短,能最大限度地保存物料的活性和原有物料的色泽和营养成分。
五、工艺先进可实现自动化控制:只要控制微波烘干设备功率即可实现立即加热和终止,没有热惯性。
应用人机界面和PLC可进行加热过程和加热工艺规范的可编程控自动化控制。
六、安全无害、改善劳动条件:由于微波是控制在金属制成的加热腔体和波导管中工作,微波烘干设备几乎无微波泄漏,没有放射性残留及有害气体排放,微波烘干设备设备向外散热少,噪音小,极大改善工作环境和工人劳动强度。
微波干燥技术的特点利用加热使产品所含水份蒸发是实现干燥的主要方法,现在使用的干燥方式有通过热传导、对流和热辐射的方法向产品提供水份蒸发的动能。
现在还有另外一种干燥技术就在于是微波干燥技术,微干燥技术是在瞬间把电磁场能量转化成物质分子的动能,也就是说由物料自身吸收微波能量而产生热量,使水份得到蒸发。
由于微波加热具有一定的穿透性,因此微波加热实际上是一种立体加热,即产品内外同时得到加热,因此微波干燥技术具有以下特点:技能、快速、干燥温度低、及时加热没有热惯性。
济南鑫弘微波设备有限公司是一家以微波应用设备的研发、销售、设计、生产、服务为一体的微波能应用设备研发生产型高新技术企业。
本公司采用世界先进技术,按标准生产制造915MHZ、2450MHZ两大系列工业微波设备,各项技术指标均达到国际先进水平,微波高温烧结技术、高温固相合成技术处于世界领先水平。
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同时承担各种应用试验、中试放大生产及全方位的技术咨询和服务。
微波杀菌设备的原理微波杀菌是利用了电磁场的热效应和生物效应的共同作用的结果。
微波对细菌的热效应是使蛋白质变化,使细菌失去营养,繁殖和生存的条件而死亡。
微波对细菌的生物效应是微波电场改变细胞膜断面的电位分布,影响细胞膜周围电子和离子浓度,从而改变细胞膜的通透性能,细菌因此营养不良,不能正常新陈代谢,细胞结构功能紊乱,生长发育受到抑制而死亡。
此外,微波能使细菌正常生长和稳定遗传繁殖的核酸RNA和脱氧核糖核酸DNA,是由若干氢键松弛,断裂和重组,从而诱发遗传基因突变,或染色体畸变甚至断裂。
微波牛肉干干燥设备的特点:一、效率高、节约能源、加热均匀。
微波具有穿透性,能穿透到牛肉干内部加热,做到里外同时加热,且只有被加热的牛肉干吸收微波能,所以电热效率高、加热均匀、热损失小。
与常规电热干燥相比,一般可节电1/3~1/2。
二、低温杀菌效果好,微波热效应、非热效应双重杀菌作用,与常规方法比,具有低温、快速的特点,能保持食品原有色、香、味,不破坏营养成份,同时具有膨化效果,产品口感佳。
三、控制方便及时、生产不受气候条件影响,微波设备即开即用,没有热惯性,微波功率的大小、传输速度可连续平滑调节,可连续24小时生产。
四、微波设备加热时本身没有热辐射,可改善劳动条件。
微波泄漏量符合国家标准。
设备结构紧凑、占地面积小。
微波装置:微波加热杀菌装置包括以下部分:1.产生微波的部分,主要由微波发生器,微波导管构成;2.炉体或炉腔部分,用可反射微波的材料制成,能产生微波谐振;3.炉内还有微波搅动或分散装置;4.密封门部分,可防止微波泄露;5.操作控制部分包括安全连锁装置。
微波加热技术应用前景:微波加热技术应用范围极广阔,微波加热技术在食品加工中应用仅是其中的一小部分。
可以这样说,人们在认识微波加热特点的过程中,同时正在与现有技术相结合去开发出越来越多的新装置和仪器。
例如,微波炉和冰箱的组合冰箱;微波水壶和微波卷发器,微波加热和洗衣机组合的微波烘干、洗衣机;微波热水器,低温水分测量仪等。
微波加热技术的发展与人们的认识和掌握,以及市场需求是密切相关的。
其中完善微波加热设备和加工工艺尤为关键。
微波灭菌的优点一、时间短、速度快:常规热力干燥杀菌是通过热传导,对流或辐射等方式将热量从物体表面传至内部。
往往需要较长时间,物体内部才能达到所需的干燥度和杀菌温度。
介质由极性分子和非极性分子组成,电磁场作用下,这些极性分子从原来的随机分布状态转向依照电场的极性排列取向。
二、低温干燥杀菌保持营养成份:微波有热效应的快速升温和非热效应的双重杀菌作用,相比常规热力干燥、杀菌能在比较低的温度和较短的时间就能获得所需的干燥、杀菌效果。
一般杀菌温度在65—70℃,75—80℃或103—121℃里,时间在3—8分钟,且能保留更多的食品营养成分和色、香、味、形等风味。
三、节约能源:微波电能转换效率高,一般在70%以上。
微波是直接对食品进行作用处理,加热箱体本身不被加热,因而不存在额外的热能损耗,所以节能省电,一般可节电30—50%。
四、均匀彻底:常规热力干燥、杀菌是从物料表面开始,然后通过热传导传至物料内部。
物料内外温度存在温差,内外干燥、杀菌效果一致性差。
为了保持风味,缩短处理时间,往往内部达不到足够温度而影响干燥、杀菌效果。
微波具有穿透性能,表面和内部同时作用,能保证内、外部温度一同达到要求值,所以干燥、杀菌均匀、彻底。
五、便于控制、易实现自动化生产:微波食品干燥、杀菌处理设备操作简单,便于控制,没有热惯性,能根据不同食品工艺规范要求进行处理,减少生产操作人员,降低生产成本。