问题1:微波是什么?
答:微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波,微波是指频率为300MHz-300KMHz的电磁波,即波长在1米到1毫米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高,通常也称为“超高频电磁波”。
问题2:微波是怎样产生的?
答:微波能通常由直流或50MHz交流电通过一特殊的器件来获得。可以产生微波的器件有许多种,但主要分为两大类:半
导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电子在真空中运动来完成能量变换的器件,或称之为电子管。在电真空器件中
能产生大功率微波能量的有磁控管,多腔速调管,微波三、四极管,行波管等。在目前微波加热领域特别是工业应用中使
用的主要是磁控管及速调管。
问题3:微波应用的频率有那些?
答:因为微波应用极为广泛,特别是通信领域,为了避免相互间的干扰,无线电管理委员会对频率的划分作了具体规
定。分给工业、科学和医学用的频率有433兆赫、915兆赫、2450兆赫、5800兆赫、22125兆赫,与通信频率分开使用。
目前国内用于工业加热的常用频率为915兆赫和2450兆赫。微波频率与功率的选择可根据被加热材料的形状、材质、含水
率的不同而定。
问题4:微波干燥设备原理是什么?
答:介质材料由极性分子和非极性分子组成,在电磁场作用下,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。而在高频电磁场作用下,这些取向按交变电磁的频率不断变化,这一过程造成分子的运动和相互摩擦从而产生
热量。此时交变电场的场能转化为介质内的热能,使介质温度不断升高,这就是对微波加热zui通俗的解释。
问题5:微波杀菌设备的机理是什么?
答:微波灭菌的机理在于,细菌、成虫与任何生物细胞一样,是由水、蛋白质、核酸、碳水化合物、脂肪和无机物等复杂
化合物构成的一种凝聚态介质。其中水是生物细胞的主要成分,含量在75~85%,因为细菌的各种生理活动都必须有水参
与才能进行,而细菌的生长繁殖过程,对各种营养物的吸收是通过细胞膜质的扩散、渗透和吸附作用来完成的。在一定强
度微波场的作用下,物料中的虫类和菌体也会因分子极化驰豫,同时吸收微波能升温。由于它们是凝聚态物质,分子间的
作用力加剧了微波能向热能的能态转化。从而使体内蛋白质同时受到无极性热运动和极性转动两方面的作用,使其空间结
构变化或破坏,而使蛋白质变性。蛋白质变性后,其溶解度、粘度、膨胀性、渗透性、稳定性都会发生明显的变化,而失
去生物活性。另一方面,微波能的非热效应在灭菌中起到了常规物理灭菌所没有的特殊作用。也是造成细菌死亡的原因之
一。
问题6:微波的穿透能力如何?
答:穿透能力就是电磁波穿入到介质内部的本领,电磁波从介质的表面进入并在其内部传播时,由于能量不断被吸收并转
化为热能,它所携带的能量就随着深入介质表面的距离,以指数形式衰减。透射深度被定义为:材料内部功率密度为表面
能量密度的1/e或36.8%算起的深度D,微波的加热深度比红外加热大得多,因为微波的波长是红外波长的近千倍。红外加
热只是表面加热,微波是深入内部加热。
问题7:什么叫微波的选择性加热?
答:不同性质的物料对微波的吸收损耗不同,即选择性加热的特点,这对干燥过程有利。因为水分子对微波的吸收损耗zui
大,所以含水量高的部位,吸收微波功率多于含水量较低的部位,从而干燥速率趋一致。
问题8:微波加热为什么称之为内部加热方式?
答:常规加热(如火焰、热风、电热、蒸汽等)都是利用热传导、对流、热辐射将热量首先传递给被加热物的表面,再通
过热传导逐步使中心温度升高(即常称的外部加热)。它要使中心部位达到所需的温度,需要一定的热传导时间,而对热
传导率差的物体所需的时间就更长。微波加热则属于内部加热方式,电磁能直接作用于介质分子转换成热,且透射性能使
物料内外介质同时受热,不需要热传导,而内部缺乏散热条件,造成内部温度高于外部的温度梯度分布,形成驱动内部水
分向表面渗透的蒸汽压差,加速了水份的迁移蒸发速度。特别是对含水量在30%以下的食品,速度可数百倍的缩短,在短
时间内达到均匀干燥。
问题9:各种物质对微波的吸收能力如何?
答:微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热。而不同介质材料的介质常数εr和介质损耗角正切值tgδ是不同的,
故微波电磁场作用下的热效应也不一样。由极性分子所组成的物质,能较好地吸收微波能。水分子呈*的极性,是吸收
微波的介质,所以凡含水分子的物质必定吸收微波。另一类由非极性分子组成,它们基本上不吸收或很少吸收微波,
这类物质有聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜等、塑料制品和玻璃、陶瓷等,它们能透过微波,而不吸收微波。这类材
料可作为微波加热用的容器或支承物,或做密封材料。在微波场电中,介质吸收微波功率的大小P正比于频率f、电场强度
E的平方、介电常数εr和介质损耗正切值tgδ。
即:P=2πf·E2·εr·V·tgδ
问题10:微波干燥设备的脱水效率如何?
答:理论上每千瓦小时微波电能可使1.39公斤的水汽化,由于线路损耗及腔体效率等因素,实际效果为0.8--1.1公斤/千
瓦小时。用户可根据待处理材料初始与zui终含水量之差及产量的要求来估算所需的微波功率。