微波加热在工业上的应用.DOC

微波加热在工业上的应用 M. Moller, H. Linn 德国利恒热工有限公司 摘要：自从20世纪中叶发明微波加热以来，这一方法已广泛应用于 瓷画的干燥 优质瓷画的生产通常是由专业制造商制作。这些瓷画或瓷画组常由几百片瓷片构成，是非常费事的手工劳作。由于壁厚差异很大，干燥速度需要很慢才能避免裂纹。通常干燥时间根据图画尺寸大小，从几天到几个月不等。采用微波加热干燥，即便是最大的图画，只需要几天干燥时间。这样，奇迹般地加快了发货时间，加大了生产的灵活性，降低了成本。 陶瓷催化剂载体 陶瓷催化剂载体是微孔结构，例如汽油催化剂。陶瓷原料经挤压成形后，再切成需要的形状，放到微波炉中干燥。这些特殊的陶瓷坯体由于壁特别薄，用传统的方法，受热不均极难干燥；微孔陶瓷体导热性差，必须缓慢干燥。 微波干燥有其特殊的优点，它可以深入材料，从物体内部均匀加热，缩短了干燥时间。因此，可以微波在线干燥催化剂载体。 图1：带式微波加热炉（MDBT 55kW/20m） 高压注浆陶瓷脱黏合剂处理 陶瓷高压注浆成型是相当新的一种成型方法，它出自塑料的注塑技术。陶瓷料浆经高压注入模具中，成型后取出。陶瓷通过模具成型，同时掺在浆料中的黏合剂使其达到半成品强度。使用注模法，即便是复杂的形状，也可以得到极佳的产品。 陶瓷体烧结前必须除去黏合剂，用传统加热法，需要500-700°C高温，脱黏时间需要几小时或几天不等。 复合法微波加热脱黏是用微波加热结合以热空气加热。这种方法可以降低脱黏温度脱黏时间是传统方法的1/5至1/20。省时的准确数据取决于使用的黏合剂种类和陶瓷的类别。这样昂贵和费时的成型法由于采用微波脱黏，变得较便宜，缩短了加工时间。 图2：复合微波脱黏炉（6.4kW/550） 塑料加工 塑料加工中最早的微波加热应用之一是用在硫化橡胶上。这一方法是老化处理塑料或树脂产品或后加工产品。有大量文献研究微波对聚合过程的影响，研究机械性能和聚合时间的影响，以及塑料性能的变化。塑料使用前可以用微波除去内含的黏合剂。不经过这一处理，塑料新产品会有气味，影响健康。 玻璃纤维强化的塑料棒 玻璃纤维强化的塑料棒是通过拉延制成的，如：钓鱼杆。为了得到产品的刚度，玻璃纤维搀杂塑料树脂必须经过固化处理，使棒完全硬化，得到最佳产品性。 由于塑料导热差，在某些情况下棒中心有可能硬化不完全。 使用微波加热就可以避免这种情况，由于微波从物体内部加热，可以保证材料完全固化。加热这种产品使用的微波系统很小，设备加热区仅约30cm长。 图3：MEK微波加热炉，1.2kW，用于固化玻璃纤维强化的塑料棒 注塑树脂的预热 高电压系统使用的塑料绝缘体是在热金属模具中注塑成型的。树脂在模具中凝固的时间成为凝胶时间，这一时间决定了生产能力。为了缩短凝胶时间，提高生产能力，注塑树脂在进入模具之前可以预热。加热至约100oC效果极佳，凝胶时间可以减少到40%。为了达到这一效果，必须均匀加热注塑的塑料至上述温度。否则，树脂在短凝胶时间里不能全部凝固。传统的加热器仅靠树脂从金属管中流过，是不能实现均匀加热的，只有和管壁接触的部分才能被加热。 聚四氟乙烯管透射微波，因此，微波从外部透过管壁，渗入树脂内部，使树脂整体加热。 微波加热除了能够减少凝胶时间外，还可以提高颜色的稳定性，提高刚度。 图4：微波流体加热器MFH，3.6kW，用于预热注塑树脂。 食品 食品工业中用微波可以用来加热，预热，解冻和干燥，以及杀菌。 香料的灭菌处理 香料主要生长在气候潮湿的国家，这种环境会加速霉菌生长。当原料运到目的地时，霉菌的含量有可能大大高于当地规定标准。为了销售香料，必须经过灭菌处理。有些国家用钴60 杀灭霉菌，但这在德国是不允许的。传统加热工艺由于需要加热相当长的时间，才能杀掉香料内部的霉菌，但这样会影响香料的味道和外观。 用微波加热方法可以明显减少灭菌时间，同时效果更好，不会影响颜色和味道。 干燥水果 制作干水果，先把水果切成片、加糖水浸泡，然后送去干燥。这一加工过程主要是在水果产地进行。通常用晒干或热风干燥的方法，根据当地技术水平确定。使用这种方法，为了保持水果的形状和味道，需要低温长时间的加工。而微波干燥水果可以实现连续加工，时间短，保持色泽和味道，提高加工量。同时，微波加热的同时还可以达到灭菌的效果。和香料干燥道理相同。 两个微波加热的重要应用 微波加热软木塞 用专门的树皮制作软木塞，材料在加工之前需要存放一段时间，在此期间细菌会进入其中。虽然这些细菌并无害处，但会因此生成TCA（三氯氨醇）的化学物质，这种物质会影响葡萄酒的味道。 传统处理工艺是用蒸汽灭菌，减少TCA含量。由于软木热导性也很差，所以在一定的时间内，不可能使其内部达到所需要的温度。因此，至今软木塞的味道仍避免不了。 使用微波加热灭菌可以奇迹般的减少TC