工业微波加热设备简介

工业微波加热设备属于工业微波设备的一部分,并且占据了很大比例。微波加热主要原理是离子传导及偶极子转动,是一种依靠物体(介质材料)吸收微波能将其转换成热能,使得自身整体温度同时上升温的加热方式而且是完全区别于其他常规加热方式。与传统加热方式相比微波加热具有加热速度快、热量转换效率高、操作简单等特点,既可以缩短生产时间、提高生产率、降低生产成本,又可以提高产品质量,与常规电加热方式相比,微波加热设备一般可以节电30 %-50 %。

微波加热设备发展之所以迅速是因为与传统加热方式相比,微波加热具有更可观的经济收益,微波加热有以下几个应用特点:

  1. 加热的均匀性、快速性.

  2. 加热的选择性

  3. 控制的及时性

  4. 微波加热的穿透性

  5. 微波加热的环保性

工业微波加热设备按总体结构可以分为两大类:隧道式和炉式(高温窑式比较不常用)。隧道式多用于产量较大(产量可达到吨级别),生产环境要求较低的物料,如纸板、木材、食品、药材药品,农副产品、矿物原料等;炉式主要用于产量不大(产量一般为千克级别),生产加工温度较严格的物料,如低温干燥、药物合成、化学萃取等。

隧道式工业微波加热设备
炉式工业微波加热设备

炉式工业微波加热设备系统结构

炉式工业微波加热设备同样具有工业微波加热设备的7大结构系统(微波腔体、微波电源、波导、抑制器、排湿排热机构、监测系统和控制系统)。炉式工业微波加热设备与隧道式工业微波加热设备最大的不同在于微波腔体,隧道式工业微波加热设备加热腔一般由多个微波腔体组成,而炉式工业微波加热设备加热腔一般只有一个微波腔体。
隧道式工业微波加热设备由一条或多条传送带贯穿,一端进料一端出料,适合连续生产;炉式工业微波加热设备一般只有一个炉门,放入物料后需要关闭炉门后方可加热,加热完成后需要打开炉门更换物料后才能继续加热,虽然其连续性生产不如隧道式工业微波加热设备,但其最显著的特点就是可以利用转盘机构使物料加热更均匀,很多研发实验设备都采用炉式工业微波加热设备就是因为这个原因。炉式工业微波加热设备还有一个优点,就是可以利用真空机构很容易实现低温干燥,这对一些加热温度要求较高的物料来说无疑是最佳设备。炉式工业微波加热设备基础结构如图2-4所示,图中增加了最常用的真空机构,真空环境下水的沸点将降低,在物料温度30℃左右都可以将其含有的水分蒸发出来,达到低温干燥的要求。

真空炉式工业微波加热设备基础结构图

隧道式工业微波加热设备系统结构

微波能量通常由直流电或 50Hz电通过半导体器件或者电真空器件来获得[15]。工业微波加热设备的基础结构分为:微波腔体、微波电源、波导、抑制器、排湿排热机构、监测系统和控制系统7大结构系统,其他辅助系统如物料传输、自动调偏、视频监视、温控系统等均是按照加热物料、生产工艺以及生产产量来确定的。

基础结构功能为:
(1)微波腔体:微波加热设备的加热空间,物料在微波腔体内进行加热干燥等微波处理;
(2)微波电源:包括磁控管、变压器等将电能转换微波能的元器件[16-20];
(3)波导:波导为空心长方形的管,当微波信号进入其中时,如波长等于或接近其宽度时阻抗最小,微波在其中遵循法拉第电磁感应定率,通过电磁感应原理,从波导的一端传到另一端,即波导是将微波电源发射的微波能传输到微波腔体内;
(4)抑制器:防止微波泄漏,控制微波泄漏达到安全使用标准的微波抑制机构;
(5)排湿排热机构:利用排湿排热风机将微波腔体因微波加热形成的水蒸气和热量排除的机构,也包括了设备其他地方的散热和冷却机构;
(6)监测系统:反馈微波加热过程中的实时数据的系统,如物料温度、微波功率和传输速度等与生产相关的一系列数据;
(7)控制系统:包括操作人员控制微波设备运行、人员设备安全的报警保护和生产工艺参数设置等整个微波设备安全运行的系统。

隧道式工业微波加热设备结构图