5. 微波加熱幹燥的工業應用
微波（bō）加熱在20世紀70年代我國電子工業下屬單位成立了（le）微波應用研究所，推廣微波加熱技術。一些（xiē）軍工企業研製成功5kw、10kw、20kw磁控管、調（diào）速（sù）管，試製20kw、40kw工業微波爐，在木材、食品（pǐn）、醫藥（yào）、化（huà）工、陶（táo）瓷（cí）等工業部門應用，獲得較高經濟效益。
（1）食品的微波速效幹燥
用微波加熱（rè）的方法將蔬菜幹燥為含水量低於（yú）20%的“幹菜”，比傳（chuán）統方法效率高10多倍。用微波加熱幹燥海藻類食品，其鮮味與新鮮的海藻差別很（hěn）少。油炸類食品用微波進行終幹燥，不僅省油，還可得到含（hán）油（yóu）率低的清淡味美的食品，如方便（biàn）麵等食（shí）品。
（2）食品、果品的微波膨化（huà）幹燥
以蛋（dàn）白質為（wéi）主的原料加入澱粉類強（qiáng）化劑、鹽、調味品和膨脹劑等混含攪拌、成型、預幹燥，再用微波加熱，產生二氧化碳（tàn）和水蒸汽獲得質地鬆散的食品。蘋果切成片，經預（yù）幹燥（水（shuǐ）分由92%幹（gàn）至含水20%），後（hòu）用（yòng）微波加熱幹燥，再急冷，則（zé）得到與鮮蘋果一樣鮮味的蘋果脆。
（1）肉類的微波烹調（diào）加工
用微波加熱烹（pēng）調肉類，平均節能63%，肉類（lèi）的（de）營養成分不受影響。如用2450MHz頻率的2.2kw的微波烤爐烤肉（ròu）僅需2.8min，肉骨頭能反射微波，故肉的內部易熟透。
（2）食品微波（bō）殺菌保鮮
我國城鎮居民80%的家庭擁有家用微波爐，很少人知道剩飯剩菜用（yòng）微波爐加熱1~2min，一般雜（zá）菌就會殺死。
（3）藥材微波加熱幹燥滅菌
中草（cǎo）藥是中國的國（guó）寶，但不論是（shì）飲片還是水丸、蜜丸（wán），因為其雜菌含量較多，故出口換外匯受到限製。大家知道中藥材都是植物（wù）的根、莖、葉。采摘後經太陽曬，水洗用舊式烘房烘（hōng）幹，故雜菌數量較高，每克達5萬至10萬。中藥廠用鈷60照射雜菌量下（xià）降到1萬左（zuǒ）右。用微波加熱幹燥，不僅時間縮短很多（如蜜丸舊（jiù）式烘房（fáng）需6h，而微波連續幹燥僅需22min），而且含菌數降低一個（gè）數量級（1萬個（gè）菌可降低至1千（qiān）個左右），中藥成分不受任何影響。丸藥色澤好（hǎo），收縮率小，特別是草藥。
（4）微波加熱幹燥陶瓷胚體
采用微波二級連續幹燥陶瓷（cí）坯體，幹燥時（shí）間比舊法縮短2/3（由1.5h降至0.5h），而且陶瓷坯體各部濕分含量均勻，表麵無麻皺。上釉、燒製成品率高、品質好。
（5）微波加熱幹燥木材
南京某高新企業為東北木材企業提供很多台套微波加熱幹燥設備，用915MHz，60kw隧道式微波幹燥器對紅木、樺木（mù）等進行加熱幹燥，獲得^可喜的效果。
（6）染料、聚合物等物料的（de）幹（gàn）燥領（lǐng）域裏，微波加熱幹燥技術大有用武之地
據（jù）資（zī）料（liào）分析，有些染（rǎn）料及其助劑在幹燥過程中環境保護成為突出的問題，這類物（wù）料粒度較小（<100μm）且帶有（yǒu）鮮明的色彩（cǎi），即（jí）使很少量的粉塵飛揚，對環境也會造（zào）成明顯的汙染，所以對幹燥過程排氣中粉塵收（shōu）集（jí）要（yào）^細致，一（yī）般需要（yào）二（èr）級收塵，而第二（èr）級往往（wǎng）采用袋濾器或濕式洗（xǐ）滌式除塵器，洗滌水要循環使用，不用（yòng）直接排放，否則會對環境造成二次汙染。如果采用前期預幹燥（控製含水量在15%左右）進行造粒（顆粒直（zhí）徑按（àn）商品粒度），再對顆粒染料進行微波加熱幹燥，可以得到均（jun1）勻幹燥產品，並且可以提高色澤、溶解度、擴散性和吸附性等物理性能。因為微波加（jiā）熱（rè）幹燥能嚴（yán）格控（kòng）製幹燥（zào）溫度和時間，從而得到商品所需要的晶型體。
6. 微波加熱幹燥器（qì）
微波加熱幹燥（zào）器，主要由（yóu）微波源控製櫃、諧振腔（幹燥室）、傳動（dòng）裝置、排濕風機等組成。可以間隙或連續對各種（zhǒng）形態的物料進行加熱幹燥。微波源可用大功率調速管，磁控管（5kw 、10kw、20kw）或小（xiǎo）功率微波管（1kw、2kw）。采（cǎi）用多源饋能的方式，不論是大功（gōng）率（lǜ）還是小功率的微波管都能設計製造出大功率的（de）微（wēi）波幹燥器，如用2隻20kw磁控管從兩個耦合孔向幹燥室饋送微波能，則得到40kw 的幹燥器。如20隻2kw的微波（bō）管分20個耦合孔向幹燥室饋能，也（yě）可以得40kw的微波加熱幹燥器（qì），這兩種方法獲得大功率幹燥器，各有優點缺點，但采用小功率管多（duō）口饋能有如下優（yōu）勢：小功率管價格低，易於（yú）維修，單管受損可以不（bú）停機更換。
微波加熱幹燥器的幹燥室（或稱微波諧振（zhèn）腔）可做成各種型式，主要有（yǒu）多模微波爐（矩形，圓型（xíng）駐波（bō）腔）、單模（mó）諧振腔、行波型等三種。視被加熱幹（gàn）燥物料的形狀而（ér）設計（jì）不（bú）同型式幹燥室，如絲狀、纖維、紙（zhǐ）可用行波腔，電（diàn）磁波在加熱器直行傳播或曲折傳播，平（píng）板型，V型波導，脊弓型波導等。粉狀、膏狀、顆（kē）粒等（děng）物料的幹燥室可設計成箱式、隧道式微波幹燥器，不論何種微（wēi）波（bō）腔，均是用（yòng）其固有的（de）品質數來衡量其優（yōu）勢。
通過後特（tè）性
式中V為腔內體積，m3；S腔內表麵積m2；δ，趨膚深度，m，δ= /πfμσ，μ磁（cí）導率，H/m。該式告訴我們（men）可以根據諧振腔所用材料（liào）、形狀、尺寸來估算它的（de）Qo值。Qo是衡量腔體損耗的基本參量，另一參數諧（xié）振頻（pín）率fo是腔體諧振特性的基（jī）本參量。特性阻（zǔ）抗（kàng）ξo是衡（héng）量腔體內（nèi）某參考（kǎo）麵上電場強度的基本參量。
這裏要強調的是fo、Qo、ξo都是對一（yī）定的振蕩模式而言的，不同（tóng）的模式其基本參量的數（shù）值一般是不同的。諧振腔（qiāng）需金屬導體材料，如不鏽鋼、鋁等。
傳動裝置在微波加熱幹燥器中的作用，主（zhǔ）要輸送物料進出幹燥室，如傳送帶，介質筒等，都（dōu）需用絕緣體材料製作，如，聚四氟乙稀、石英玻（bō）璃、95瓷等。
微波加熱幹燥器在物料進入和排出幹燥室的進出口處設置軛流器微波泄露，泄露量要低於2mw/cm2。
總（zǒng）之，微波加熱（rè）幹燥裝置體積小、結構簡單、效率高、操作維護方（fāng）便。為什麽微（wēi）波加熱幹燥器一次（cì）性投資較高呢？主要是微波源投資大，如（rú）5kw的微（wēi）波源及控製櫃需（3~5）萬元，10kw的需（5~7）萬元。隨著電（diàn）子工業的發展，小功率微波源會（huì）實現產量大，製（zhì）作工藝先進（jìn），價格降低（dī）且效（xiào）率高、壽命長的目的。用小功率微波管多源饋能的微波加熱幹（gàn）燥器價格會合理下降。
7. 結論
本文對粉（fěn）體處理提出了新的工藝路（lù）線，即粉體前期預幹燥，終濕含量控製在10%~15%——再對這種鬆散濕物料進行輥壓造粒——對顆粒（lì）物（wù）料用（yòng）微波加熱方法進行幹（gàn）燥。通過（guò）全文分析這條工藝路線有如下特（tè）點：
（1）整個工藝過程沒有嚴重的粉塵飛揚和汙染環境。
（2）幹燥（zào）速率高，前期幹（gàn）燥除去的濕分是自由水，幹（gàn）燥處於恒速幹燥階（jiē）段，即外部因素控製的幹燥階段。故隻需改變外部可變量，如熱空氣用量，介質溫（wēn）度，強傳熱等便可加速幹燥（zào）（當然要防止（zhǐ）物料出現缺陷）。後期顆粒幹燥用（yòng）微波加熱方法（fǎ），物料顆粒內與表麵（miàn）同時生熱，內部濕分汽化形成（chéng）壓力梯度，促使內部濕分向表麵遷移（yí），加速幹燥，雖然過程受內部（bù）條件控製，微波（bō）加熱的特點（diǎn）改（gǎi）變了傳熱傳質動力學條件，即物（wù）料（liào）內部水分在壓力梯度和正的溫度梯度、濕度梯度共同推（tuī）動下，迅（xùn）速（sù）向表麵遷移，並向空氣中傳遞，被排（pái）濕風機排出。
（3）節能、鬆散的濕物料用輥壓機造粒，易成粒，顆粒（lì）均勻，強度高，耗能低。前期幹燥和後期幹燥方法科學合理,能量得（dé）到高效利用。
（4）幹燥—造粒—幹燥可安排一條龍生產，便於實現自動化生產和（hé）管理。建議國家有關單位考慮推廣應用。
