GZWZ—24型勛昶箱式微波真空干燥機原理
微波是一種頻率非常高的電磁波。微波包括的波長范圍沒有明確的界限,一般是指分米波、厘米波和毫米波三個波段,也就是波長從1mm到1m左右的電磁波。由于微波的頻率很高,所以也叫超高頻電磁波。目前國內只有915MHz和2450MHz 被廣泛使用。微波是電磁波,它具有電磁波的諸如反射、透射干涉、衍射、偏振以及伴隨著電磁波能量傳輸等波動特性,這就決定了微波的產生、傳輸、放大、輻射等問題都不同于普通的無線電、交流電。微波系統(tǒng)沒有導線式電路,通常應用所謂“場”的概念來分析系統(tǒng)內電磁波的結構,并采用功率、頻率、阻抗、駐波等作為微波測量的基本量。
l,微波的穿透深度
①、滲透深度(穿透深度) 當微波進入物料時,物料表面的能量密度是zui大的,隨著微波向物料內部的滲透,其能量呈指數衰減,同時微波的能量釋放給了物料。滲透深度可表示物料對微波能的衰減能力的大小。一般它有兩種定義:
②滲透深度為微波功率從物料表面減至表面值的1/e(36.8%)時的距離,用DE表示,e為自然對數底值。
DE=λ0/π gδ 式中λ0-------- 自由空間波長;
ε---------介電常數;
tgδ-------介質損耗。
③微波功率從表面衰減到表面值的1/2時的距離,即所謂半功率滲透深度D1/2,其表達為滲透深度隨波長的增大而變化,它與頻率有關,頻率越高,波長越短,其穿透力也越弱。微波在空氣中的滲透深度:2450MHz為12.2cm;915Mhz為33.3cm。
特別注意提醒:微波進入物料后,物料吸收微波能并將其轉變?yōu)闊崮?,微波的場強和功率就不斷地被衰減,即微波透入物料后將進入衰減狀態(tài)。不同的物料對微波能的吸收衰減能力是不同的,這隨物料的介電特性而定。衰減狀態(tài)決定著微波對介質的穿透能力。
目前我公司研制的新型工業(yè)化微波真空干燥設備已形成系列產品。這將為我國國民經濟諸多領域及科研部門提供能夠一種現代化的*干燥設備。
微波真空干燥設備是微波能技術與真空技術相結合的一種新型微波能應用設備,它兼?zhèn)淞宋⒉罢婵崭稍锏膬?yōu)點,克服了常規(guī)真空干燥周期長、效率低的缺點,在一般物料干燥過程中,具有干燥產量高、質量好、加工成本低等優(yōu)點,微波真空干燥設備是一項集電子學、真空學、機械學、熱力學、程控學等多學科為一體的*產品,是對干燥過程中物質的物理變化、內外熱質交換以及真空條件下水分遷移過程的深入研究基礎上的,發(fā)展起來的一項新技術、新工藝。微波真空干燥設備由微波發(fā)生器、真空干燥腔、物料旋轉盤、真空系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成。
工業(yè)生產中,許多物品是不能在高溫條件下進行干燥處理,如一些藥品、化學制品、營養(yǎng)食品以及人參、鹿茸等高檔中草藥材,為了保證產品質量,其干燥處理必須在低于 100 ℃或室溫的條件下進行,*氣壓降低,水的沸點降低,如在一個大氣壓( 101.3 kpa )下,水的沸點是 100 ℃,而在 0.073 大氣壓下( 7.37 kpa )下,水的沸點是 40 ℃。在真空條件下,加熱物體可使物體內部水分在無溫升狀態(tài)下蒸發(fā)。由于真空條件下空氣對流傳熱難以進行,只有依靠熱傳導的方式給物料提供熱能。常規(guī)真空干燥方法熱的傳導速度很緩慢、效率低,并且溫度控制難度大,被加熱物料還會產生內外溫差。微波加熱是一種輻射加熱,是微波與物體直接發(fā)生作用,使其里外同時被加熱,無須通過對流或傳導來傳遞熱量,所以加熱速度快,干燥效率高,干燥質量高。
GZWZ—24型勛昶箱式微波真空干燥機經濟效益分析
我公司針對某藥廠加工各種干燥設備的工藝性能、經濟效益、產品質量等進行了比較,干燥指標對比如下:
項 目 | 動態(tài)微波干燥 | 噴霧干燥 | 蒸汽真空干燥 |
干燥時間 | 45~70分鐘 | 3~5秒 | 20~45小時 |
干燥溫度 | 45~60度(任意設定) | 進風180度 | 50~60度(難控制) |
浸膏損耗 | 0 | 2~5% | 3%以上 |
水 份 | 4~5% | 2~4% | 4~6% |
含量損耗 | 比其它設備增加20~30% | 下降20~30% | 下降20~30% |
產量同條件 | 一臺 | 需要3臺 | 需要5臺 |
每公斤干膏費用 | 0.4~0.5元/kg | 3~4元/kg | 3~4元/kg |
GZWZ—24型的特點:
1、節(jié)能高效: 常規(guī)的真空干燥設備,由于在真空場合下,熱量通過對流傳遞十分困難,只能傳導進行,加熱速度慢,干燥周期長,能耗大。微波真空干燥設備采用的是輻射傳能,是介質整體加熱,無需其它傳熱媒介,避免了上述缺點,所以速度快,效率高,干燥周期大大縮短,能耗降低。與常規(guī)干燥技術相比可提高工效四倍以上。
2、加熱均勻: 由于微波加熱是物料里外同時加熱,物料的里外溫差小,不會產生常規(guī)加熱中出現的里外加熱不*的狀況,而使干燥質量大大提高。
3、易于控制:由于微波功率可快速調整及無慣性的特點,易于及時控制,便于工藝參數的調整和確定。微波功率可隨物料溫度的變化無極調整,應用人機界面和PLC可進行加熱過程和加熱工藝規(guī)范的可編程自動化控制。
4、設備體積小,安裝維修方便。
5、可延長保質期:微波能的生物效應,能在較低溫度下滅菌防霉。由于加熱速度快、時間短,能zui大限度地保存物料的活性、維生素及原有的色澤和營養(yǎng)成分。
6、環(huán)保:微波真空設備不會產生“三廢”,由于微波能是控制在金屬制成的加熱室和波導管內工作,所以微波泄漏極少,可控制在2.0mw/cm2,沒有放射性危害及有害氣體排放,不產生余熱和粉塵污染,既不污染物料,也*。
7、經濟效益顯著。
微波真空設備具有節(jié)能、降耗、提高產品質量、安全衛(wèi)生、設備投資成本低等諸方面即可看出其經濟效益和社會效益的顯著。