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,因而在干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。
技术介绍
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。
微波是一种
高频电磁波,频率为300
兆赫~30万兆赫,其波长为1毫米~1米。微波具备电场所特有的
振荡周期短、穿透能力强、与物质相互作用可产生特定效应等特点。
传统干燥方法,如火焰、热风、蒸气、电加热等,均为外部加热干燥,物料表面吸收热量后,经热传导,热量渗透至物料内部,随即升温干燥。而微波干燥则完全不同,它是一种内部加热的方法。湿物料处于振荡周期极短的微波高频电场内,其内部的水分子会发生
极化并沿着微波电场的方向整齐排列,而后迅速随高频
交变电场方向的交互变化而转动,并产生剧烈的碰撞和摩擦(每秒钟可达上亿次),结果一部分微波能转化为
分子运动能,并以热量的形式表现出来,使水的温度升高而离开物料,从而使物料得到干燥。也就是说,微波进入物料并被吸收后,其能量在物料电介质内部转换成热能。因此,微波干燥是利用电磁波作为加热源、被干燥物料本身为发热体的一种干燥方式。
微波干燥设备的核心是微波发生器,目前微波干燥的频率主要为2450
兆赫,多用于化工、食品、农副产品、木材类、建材类、纸品等行业的干燥,也可用于食品、农副产品等的杀菌。
在传统的干燥工艺中,为提高干燥速度,需升高外部温度,加大温差梯度,然而随之容易产生物料外焦内生的现象。但采用
微波加热时,不论物料形状如何,热量都能均匀渗透,并可产生膨化效果,利于粉碎。
在微波作用下,物料的
干燥速率趋于一致,加热均匀。并且,
微波干燥技术不影响被干燥物料的色、香、味及组织结构,有效成分也不易被分解、破坏。有关研究机构正在着手采用微波干燥替代传统的
烘房干燥,以解决采用传统干燥方法干燥川中药材时易产生干燥不均匀等问题。
微波设备配套设施少、占地少、操作方便、可连续作业,便于自动化生产和企业管理(可通过PLC编程控制、温度可调)。
微波干燥工艺的能源利用率较高,这是因为微波的热量直接产生于湿物料内部,
热损失少,
热效率高无环境和噪音污染,可大大改善工作环境。
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(冷冻)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(
多相复合材料、纳米材料、
智能材料和生物医学材料等)、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。
产业化企业
国际知名微波热处理研究与开发机构致力于
微波加热技术工业化应用研究及装备制造,精心打造微波高温
烧结炉工业化生产线,本着行业领导者的社会责任心,着眼于行业良性发展关乎企业发展的战略高度考虑,全面进入微波干燥设备市场,致力于改变目前低温微波市场行业设备粗制滥造,竞争“
无序化,服务差”等现状。
设备概述
MDF-N 型微波带式
干燥窑是新一代国际领先的微波低温装备,广泛适用于各种胶泥状物料和小尺寸、扁平状、条状物料的低温干燥或热处理等。
主要特点
采用独有的微波源及其控制技术,确保微波源系统在各种复杂环境下长期连续稳定工作,其中
磁控管的正常使用寿命≥1年;
采用按标准特制的高效微波传输系统,对物料进行均匀馈能,确保物料干燥均匀,有效避免物料局部温度过高的现象;
采用独创的
数理模型,结合干燥工艺要求进行科学的腔体设计,确保脱水效率最高,同时避
免腔体内“热点”、“打火”、“溅料”、“烧带”等不良现象的发生;
安全可靠的微波屏蔽设计,确保微波泄漏量<2mw/cm2,远优于国家标准;
与传统干燥方式(热风,蒸气,电加热等)相比,微波干燥具有下列显著“优质、高效、节能、环保”的特点:
①实现物料的无污染和均匀干燥,同时可大幅降低
干燥温度;
②干燥速度通常提高数倍以上,生产效率大幅提高;
③干燥能耗通常降低50%以上;
④实现安全洁净生产。
性能及参数
根据客户需要量身订制;
控制传输带最高工作温度≤200oC;
微波频率:2.45GHz±25MHz;
触摸屏显示、控制,具自动、手动双重操作功能;
采用红外、热电偶
测温仪和
湿度测量仪,对窑炉内部温、湿度进行测定,并实现全程精确控制;
专用自动布料、收料和除尘系统;
微波泄漏量:<2mw/cm2。
应用领域
高水份粘稠性物料的干燥;
粉状、颗粒状、片状、条状、板状、小型坯件等物料的干燥;
催化剂的活化再生;
污泥等固体废弃物的干燥、杀菌、消毒;
食品、药品、医药原料的干燥、杀菌、消毒;
大米、面粉的干燥、杀虫、防霉处理;
茶叶的杀青、提香;
高分子材料的固化;