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工業微波設備介紹
作者：發布時間：2014-06-16 16:47:16點擊率：4774
工業微波設備：
利用微波的性質特點用到工業上，并且做成設備用在生產線上，這種設備就是工業微波設備。
一、什么是微波
微波是指頻率為300MHz-300GHz的電磁波，是無線電波中一個有限頻帶的簡稱，即波長在1米（不含1米）到1毫米之間的電磁波，是分米波、厘米
波、毫米波的統稱。微波頻率比一般的無線電波頻率高，通常也稱為“超高頻電磁波”。微波作為一種電磁波也具有波粒二象性．微波量子的能量為1 99×l0
-25～ 1．99×10-22j．
二、主要利用微波的哪些性質
1、微波的加熱
微波是頻率在300兆赫到300千兆赫的電波，被加熱介質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，其極性取向將隨著外電場的變化而變
化。造成分子的運動秀相互摩擦效應，此時微波場的場能轉化為介質內的熱能，使物料溫度升高，產生熱化和膨化等一系列物化過程而達到微波加熱干燥的目的。
2、微波的殺菌
微波殺菌是利用了電磁場的熱效應和生物效應的共同作用的結果。微波對細菌的熱效應是使蛋白質變化，使細菌失去營養，繁殖和生存的條件而死亡。微波對細菌的
生物效應是微波電場改變細胞膜斷面的電位分布，影響細胞膜周圍電子和離子濃度，從而改變細胞膜的通透性能，細菌因此營養不良，不能正常新陳代謝，細胞結構
功能紊亂，生長發育受到抑制而死亡。此外，微波能使細菌正常生長和穩定遺傳繁殖的核酸[RNA]和脫氧核糖核酸[DNA]，是由若干氫鍵松弛，斷裂和重
組，從而誘發遺傳基因突變，或染色體畸變甚至斷裂。
3、微波的萃取
利用微波能來提高萃取率的一種最新發展起來的新技術。它的原理是在微波場中，吸收微波能力的差異使得基體物質的某些區域或萃取體系中的某些組分被選擇性加
熱，從而使得被萃取物質從基體或體系中分離，進入到介電常數較小、微波吸收能力相對差的萃取劑中；微波萃取具有設備簡單、適用范圍廣、萃取效率高、重現性
好、節省時間、節省試劑、污染小等特點。目前，除主要用于環境樣品預處理外，還用于生化、食品、工業分析和天然產物提取等領域。在國內，微波萃取技術用于
中草藥提取這方面的研究報道還比較少。
微波萃取的機理可從以下3個方面來分析：①微波輻射過程是高頻電磁波穿透萃取介質到達物料內部的微管束和腺胞系統的過程。由于吸收了微波能，細胞內部的溫
度將迅速上升，從而使細胞內部的壓力超過細胞壁膨脹所能承受的能力，結果細胞破裂，其內的有效成分自由流出，并在較低的溫度下溶解于萃取介質中。通過進一
步的過濾和分離，即可獲得所需的萃取物。②微波所產生的電磁場可加速被萃取組分的分子由固體內部向固液界面擴散的速率。例如，以水作溶劑時，在微波場的作
用下，水分子由高速轉動狀態轉變為激發態，這是一種高能量的不穩定狀態。此時水分子或者汽化以加強萃取組分的驅動力，或者釋放出自身多余的能量回到基態，
所釋放出的能量將傳遞給其他物質的分子，以加速其熱運動，從而縮短萃取組分的分子由固體內部擴散至固液界面的時間，結果使萃取速率提高數倍，并能降低萃取
溫度，最大限度地保證萃取物的質量。③由于微波的頻率與分子轉動的頻率相關連，因此微波能是一種由離子遷移和偶極子轉動而引起分子運動的非離子化輻射能，
當它作用于分子時，可促進分子的轉動運動，若分子具有一定的極性，即可在微波場的作用下產生瞬時極化，并以24．5億次/s的速度作極性變換運動，從而產
生鍵的振動、撕裂和粒子間的摩擦和碰撞，并迅速生成大量的熱能，促使細胞破裂，使細胞液溢出并擴散至溶劑中。在微波萃取中，吸收微波能力的差異可使基體物
質的某些區域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使被萃取物質從基體或體系中分離，進入到具有較小介電常數、微波吸收能力相對較差的萃取溶劑中。
4、微波的解凍
微波解凍是使凍品整體加熱升溫，溫度由冷凍溫度（-19~-22 C 以下）回升到接近冰點溫度（0~-4 C左右）。微波解凍設備具有凍物料整體回溫、回溫溫度梯度小，即溫度均勻性好且需時間短，以及溫升速率易控制等特點。這些特點使凍品解凍達到較理想狀態。
1、凍品能整體加熱回溫，減少了凍品的解凍層之間溫度不均勻性，不存在如常規法解凍時凍品出現再結晶現象；
2、解凍過程所需時間短，細菌等微生物不易繁殖生長。
3、微波加熱無熱慣性。凍物料溫升速率由微波輸出功率大小，或者說微波供能速率控制，相互具有同步性。
4、微波解凍的最終溫度一般選擇在-2─-4 C為宜，此時凍品無滴水，也能用刀切割加工。
三、工業的應用
工業微波設備應用范圍有：食品，木材，化工產品，茶葉，制藥，陶瓷，紙類等行業所需干燥，殺菌，反應，燒結，提取，加熱等作用。應用結構有：隧道式，窯式，柜式幾種類型。
食品工業
民以食為天，食品工業是我國迅速崛起的支柱產業。利用微波可對食品進行干燥菌、熟化、焙烤、脫腥、膨化和保鮮處理。目前已用于米粉、麥片、豆奶粉、袋裝、
鹵菜類、肉類小包裝、方便面、保健茶、糕點、牛肉干、土豆片、魚片干、鹽水鴨、腰果、花生米、瓜子、大豆等許多方面的生產中。我公司每年都生產大量的微波
設備應用于食品工業。
制藥工業
微波技術在制藥工業上的應用主要在以下幾個方面：粉狀、顆粒狀、片狀、丸狀粘液狀等醫藥制品的干燥滅菌，中草藥材的快速干燥、殺蟲、滅菌。中草藥微波萃取，口服液的殺菌等方面。
木材加工
微波可對1－6公分厚的木板進行均勻、快速烘干，干燥只需十幾分鐘，且不開裂變 形小，同時殺死木材內部的卵蟲和幼蟲；也可對膠合板或拼板膠接的固化處理以及竹制品木制工藝品干燥、滅霉、殺菌。
橡膠工業
日本用2450MHz、5～10kw微波加熱設備對輪胎作一次加熱，升溫到硫化溫度后用熱風 保溫，可硫化3～4
噸重量的輪胎；美國采用915MHz、50kw喇叭天線作為輻射熱器利用程序控制對大型輪胎進行旋轉掃描，其優點是加熱均勻、硫化時間縮短三分之一。我
公司研制的微波橡膠硫化設備在造型、結構、性能、硫化質量等方面均可和日本、德國等進口設備相媲美。
殺蟲滅菌
用微波可在較低溫度下滅菌殺蟲。可處理食品、藥品、煙草、木材等，升溫速度快不受物料厚度、形狀影響。
脫硫
原煤中的硫以黃鐵礦形式出現，黃鐵礦比煤有更高的損耗角正切，因此利用微波可使黃鐵礦得到選擇性加熱與氣體發生反應，進行脫硫。而煤不受影響。理想的方法
是以持續 時間為0.1秒的脈沖波進行間歇式加熱，將黃鐵礦石加熱到650℃的高溫。這種方法去硫效果好，不需昂貴的催化劑，節省資金，能源效率高，環境
污染小。
微波等離子體技術
半導體生產工藝中已經采用微波等離子體技術，進行刻蝕、濺射、氣相沉積、氧化硅片；還可用于金屬、合金、非金屬的表面處理；用于等離子體光譜分析可檢測十幾種元素。
醫療
微波生物效應分熱效應和非熱效應。其熱效應在醫療方面可進行微波理療、配合放療和化療進行透熱治癌；另外還可以利用微波加熱血漿、解凍冷藏器官；還可設計微波手術刀，開刀止血快、出血量少。
測量
微波測量精度高，適宜于生產中連續測量和自動控制。已廣泛用于測距、測溫、測厚測速等方面。
陶瓷燒結
微波可進行陶瓷的均勻致密化燒結，最高溫度可達2000℃，獲得大尺寸的精細陶瓷。
化學工業
微波在化學中有廣泛的應用，如微波消解、萃取、水解、催化反應等。
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