技术原理

物料吸收微波能是物料中极性分子与微波电磁场相互作用的结果,在外加交变电磁场作用下,物料内极性分子极化并随外加交变电磁场极性变更而交变取向,如此众多的极性分子因频繁相互间摩擦损耗,使电磁能转化为热能。

微波加热技术

微波能转化特征

根据德拜理论,极性分子在极化过程中的时间R,与外加交变电磁场极性改变的圆频率W有关,在微波频段时有WR≈1的结果。以我国工业微波加热设备常用的两种微波工作频率915MHz和2450MHz的情况计算,得到R约为10-10S数量级,因此,微波能在物料内转化为热能的过程具有即时特征。

微波能的利用率

微波加热属于介质加热范畴,不同物料介质特性所吸收的微波能量是不同的,这种介质吸收微波能量的选择性为微波能量利用率提供了有利条件。由于微波设备腔体为金属材料制成,所以腔体吸收微波的损耗仅占总耗散功率的极小部分。因此进入腔微波腔体的绝大部分微波能量被充填介质吸收,从而形成能耗较集中于被加热物料上的能量利用率高的加热的特征。

技术应用

对于农副产品中导热性能差、粘稠度高以及需要尽量保持原色香味的物料使用微波加热处理可以发挥良好的效果。安徽省茶叶利用微波烘烤茶叶,加工制成精制茶,所需时间比常规加工方法缩短了1/5,茶叶含水量降至3%,最大限度地保留了茶叶原有色泽、茶香。另外,法国雀巢公司在1972年利用微波真空干燥机使浓缩果汁含水率由20%降至3%,成功生产出多微孔粉状速溶果汁粉,其色泽、香味和营养成分几乎保持不变。

微波加热技术

微波木材烘干

木材导热性能很差,传统烘干方法周期长且需要均匀干燥,否则木材会出现开裂、变形。微波木材烘干相对炉窑干燥加热均匀、烘干时间短、操作方便简单、可以实现连续作业等优点。目前微波木材烘干设备已经在我国多个地区进行推广使用。

微波缓化解冻

深度冻结的物料需要解冻回温后才能加工。微波解冻应用于食品厂家对大块冷冻原料的解冻。微波解冻具有解冻时间短、冻品不滴水、风味和新鲜度损耗率低、无污处理等优点。我国早在1993年某军需厂就已经建成一条冷冻猪微波加热解冻生产线,每天能量达到10吨到15吨。