5. 微波加熱幹燥的工業應用
微波加熱在20世紀（jì）70年代我國電子工業下屬單位成立（lì）了微波應（yīng）用研究所，推廣微（wēi）波加熱技術。一些軍工（gōng）企業研製成（chéng）功5kw、10kw、20kw磁控管、調（diào）速管，試（shì）製20kw、40kw工（gōng）業微波爐，在木材、食（shí）品、醫藥、化工、陶瓷等工業部門應用，獲得較高經濟效益。
（1）食品的微波速效幹燥
用微波加熱的方法將（jiāng）蔬菜幹燥為含水量低於20%的“幹菜”，比傳統方法效率高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少。油炸類食品用（yòng）微波進（jìn）行終幹燥，不僅省油，還可得到含油率低的清淡味美的食品（pǐn），如方便（biàn）麵等食品。
（2）食品、果（guǒ）品的微波膨化幹燥
以蛋白質為（wéi）主（zhǔ）的原料加入澱粉類強化劑、鹽、調味品和膨脹劑等混含攪拌、成型、預幹（gàn）燥，再（zài）用微波加熱，產生二氧化碳和水蒸汽獲得（dé）質地鬆散的食（shí）品。蘋果切成片，經預幹燥（水分由92%幹至含水20%），後用微波（bō）加熱幹燥，再急（jí）冷，則得到與（yǔ）鮮蘋果一樣鮮味的蘋果脆。
（1）肉（ròu）類的微波烹調加工
用微波加熱烹調肉類，平均節能63%，肉類的營養成分不受影響。如用（yòng）2450MHz頻率的（de）2.2kw的微波烤爐烤肉僅需2.8min，肉骨頭能反射微波，故肉的內（nèi）部易熟透。
（2）食（shí）品微波殺菌保鮮
我國城鎮居民（mín）80%的家庭擁有家用微波爐，很少人知道剩（shèng）飯剩菜用微波爐加熱1~2min，一般雜菌就會殺死。
（3）藥材微波加熱幹燥滅菌
中草藥是中國的國寶，但不論（lùn）是（shì）飲片還是水丸、蜜丸，因為其雜菌含（hán）量較多（duō），故出口換外匯受到限製。大（dà）家知道中藥材都是植物的根、莖、葉。采摘後經太陽曬，水（shuǐ）洗用舊式烘房烘幹，故雜菌數量較高，每克達5萬（wàn）至10萬。中藥廠用鈷（gǔ）60照射雜菌量（liàng）下降到1萬左右。用微波加熱幹燥，不僅時間（jiān）縮短很多（如蜜丸舊式（shì）烘房需6h，而微波連續幹燥僅需22min），而（ér）且（qiě）含菌數降低一個數量級（1萬個菌可降低至1千個左右），中藥成分不受任何影響。丸藥色澤（zé）好，收縮率（lǜ）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坯體，幹燥時間比（bǐ）舊法縮（suō）短2/3（由1.5h降至0.5h），而且（qiě）陶瓷坯體各（gè）部濕分（fèn）含量均勻，表（biǎo）麵無麻皺。上釉、燒製（zhì）成品率高、品質好。
（5）微波加熱幹燥木材（cái）
南京某高新企業為東北木材企業提供很多台套微（wēi）波加熱幹燥設備，用915MHz，60kw隧道（dào）式微波幹燥器對紅木、樺木等進行加熱幹燥，獲得^可喜（xǐ）的效果。
（6）染料、聚合物等物料的幹燥領域（yù）裏，微波加熱幹燥技術大有用武之地
據（jù）資料分析，有些染料（liào）及其助劑在幹燥過程中環境保護成為突出（chū）的問題，這類物料粒度較小（<100μm）且（qiě）帶（dài）有鮮（xiān）明的色（sè）彩，即使很少量的粉塵飛揚，對環境也（yě）會造成明顯（xiǎn）的汙染，所以對幹燥過程排氣中粉塵收集要^細致，一般需要二級收（shōu）塵，而第二級往往采用袋濾器或（huò）濕式洗滌式除塵器，洗滌水要循環使用（yòng），不用直接排放，否則會對環境造成二次（cì）汙染。如果采用前期預幹燥（控（kòng）製含水量在15%左右）進行造粒（顆粒直徑按商品粒度），再對（duì）顆粒染料進行微（wēi）波加熱幹燥，可以得到均勻幹燥產品，並（bìng）且可以提高色澤、溶解度、擴散性和吸（xī）附性（xìng）等物理性能。因（yīn）為微波加熱幹燥能嚴格控製幹燥（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
微波加熱（rè）幹燥器，主要由微波源控製櫃、諧振腔（幹燥室）、傳（chuán）動裝置、排濕風機等組成。可以間（jiān）隙（xì）或連續對各種形態的物料進行加（jiā）熱幹燥。微波源可（kě）用大（dà）功率調速管，磁控管（5kw 、10kw、20kw）或小功率微波管（1kw、2kw）。采用多源饋能的方式，不論是大功率還是（shì）小功率的微（wēi）波管都能設計製造出大功率的微波幹燥器，如（rú）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的微波管分20個耦合孔向幹（gàn）燥室饋能（néng），也可以得40kw的微波加熱幹燥器，這兩種方（fāng）法獲得大（dà）功率幹燥器，各有優點（diǎn）缺點，但采用小功率（lǜ）管多口（kǒu）饋能有如下優勢：小功率（lǜ）管價格低，易於維修（xiū），單管受損可以不停機更換。
微波加熱（rè）幹燥器的幹燥室（shì）（或稱微波諧振腔）可做成各種型式，主要有多模微波爐（矩形，圓型駐波腔）、單模諧振腔、行波型等三種。視被加熱幹燥物料（liào）的形狀而設計不同型式（shì）幹燥室，如絲狀、纖維、紙可用行波腔，電磁波在加熱器（qì）直行傳播或曲折傳播，平（píng）板型，V型波導（dǎo），脊弓型波導等。粉狀、膏狀、顆粒等物料的幹燥室可設（shè）計成箱式、隧道式微波幹燥器，不論何種微波（bō）腔，均是用其固有的品質數（shù）來衡量其優勢（shì）。
通（tōng）過（guò）後特性
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磁導（dǎo）率，H/m。該式告訴我們（men）可以（yǐ）根據諧（xié）振腔所用材料、形狀、尺寸來估算它（tā）的Qo值。Qo是衡量腔體損耗的基本參量，另一參數諧振頻率fo是腔體諧振特性的基本參量。特性阻抗ξo是衡量腔體內某參考（kǎo）麵上電場強度的基本參量（liàng）。
這裏要強調的是fo、Qo、ξo都是對一定的振蕩（dàng）模式而言的，不同的模式其基（jī）本參量的數值一般是不同的。諧振腔需金屬導體（tǐ）材料，如不鏽鋼、鋁等。
傳動裝置（zhì）在（zài）微（wēi）波加熱幹燥器中的作用，主要輸（shū）送物料進出幹（gàn）燥室，如傳（chuán）送帶，介質筒等，都需用絕緣體材（cái）料製作，如，聚四氟乙稀、石英（yīng）玻璃、95瓷等。
微波加熱幹燥器在物料進（jìn）入和排出幹燥（zào）室的進（jìn）出口處設置軛流（liú）器（qì）微波泄露（lù），泄露量要低（dī）於2mw/cm2。
總之，微波加熱幹燥裝置體（tǐ）積小、結構簡單、效（xiào）率高（gāo）、操作維護（hù）方便。為什麽微波加熱幹燥器一次性（xìng）投資較高呢？主要是（shì）微波源投（tóu）資大，如（rú）5kw的微波源及（jí）控製櫃需（3~5）萬元，10kw的需（5~7）萬元。隨（suí）著電子工業的發（fā）展，小功率微波源會實現產量大，製作工藝先進（jìn），價格降低（dī）且效率高、壽命長的目的。用小功率（lǜ）微波管多源饋能的微波加（jiā）熱幹燥器價格會合理下降。
7. 結論
本文對粉體處理提出了新（xīn）的工藝路線，即粉體前期預幹燥，終濕含量控製在10%~15%——再對這（zhè）種鬆散（sàn）濕物料進行輥壓造粒（lì）——對顆（kē）粒物料用微（wēi）波加（jiā）熱方法進行幹燥。通過全文（wén）分析這條工藝路線有如下特點：
（1）整個工藝過程沒有嚴重的粉（fěn）塵（chén）飛揚和（hé）汙染環（huán）境。
（2）幹（gàn）燥速率高，前期幹燥除去的濕分是自由水，幹（gàn）燥處於恒速幹燥階段，即（jí）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，介質溫度，強傳（chuán）熱等便可加速幹燥（當然要防止物料出現缺（quē）陷（xiàn））。後期顆粒幹燥用微波加熱方法，物料顆粒內與表（biǎo）麵同時生熱，內部濕分汽化形（xíng）成壓力梯度，促使內部濕分向表麵遷移，加速幹燥，雖然過程受內部條件控製，微波加熱的特點改變了（le）傳熱傳質（zhì）動力學條（tiáo）件，即物料內部水分在壓力梯度和正的溫度梯度（dù）、濕度梯度共同推動下，迅（xùn）速向表（biǎo）麵遷移，並向空（kōng）氣中傳遞，被排濕風機排出。
（3）節能（néng）、鬆散的濕物料用輥壓機造粒，易成（chéng）粒（lì），顆粒均勻，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（zào）粒—幹燥可安排一（yī）條龍生產，便於（yú）實現自動化生產和管理。建議國家有關單位考慮推廣應用。
