Промышленные технологии СВЧ-сушки и нагрева при пониженном давлении и вакууме

Широкое применение в области сушки различных материалов получила вакуумная сушка. Так как у СВЧ-энергетики большие перспективы развития, имеет смысл сравнить вакуумные сушильные агрегаты с традиционными способами подогрева обрабатываемого материала и СВЧ-подогревом при пониженном давлении.

Вакуумная сушка используется в тех случаях, когда качество обрабатываемого материала существенно ухудшается при температуре 60 – 80°С, которая используется в сушильных процессах при атмосферном давлении, а при более низкой температуре снижается производительность обычных установок, делая процесс экономически невыгодным.

Преимущества и недостатки использования вакуума при СВЧ нагреве

При пониженном давлении процесс сушки может происходить посредством кипения удаляемой воды, испарения или сублимации при замерзании. Затраты на парообразование или возгонку обычно восполняются внешним источником.

Рабочая камера вакуум-сушильного аппарата устроена так, что тепло на обрабатываемое изделие передается от поддона, снабженного электронагревательными элементами в виде спиралей.

Основным недостатком вакуумных сушильных машин классической конструкции являются ограничения, накладываемые на скорость подачи энергии для парообразования при постоянной температуре материала. Так, в случае сушки замороженного продукта с применением возгонки, технологический процесс может длиться до нескольких десятков часов.

Сокращение времени сушки при использовании вакуумных СВЧ печей

Применение СВЧ-энергетики способно значительно повысить возможности вакуумной сушки, так как тут тепло выделяется более-менее равномерно по всему объему продукта или преимущественно в поверхностной пленке испаряющейся воды. В случае неоднородного распределения влагосодержания в обрабатываемом материале энергия СВЧ-облучения выделяется с большей интенсивностью в ячейках, содержащих большее количество влаги, что способствует выравниванию относительной влажности по всему объему материала и сокращению времени сушки до 1 – 1,5 ч.

Давление насыщенного пара определяет испарение жидкости. Например, при температуре 20°С вода закипает, если атмосферное давление равно давлению насыщенного водяного пара. При использовании процесса сублимации в вакуумной СВЧ-сушке для замороженного продукта, производительность значительно снижается из-за падения давления насыщенного пара.

Конструктивные особенности вакуумных сушильных СВЧ нагревателей

Рабочая камера СВЧ-вакуумного сушильного аппарата резонаторного или волноводного типа снабжена вакуумным затвором для ввода обрабатываемого вещества или загрузочное вакуумное устройство. Механическим вакуумным насосом в камере создается рабочее давление. Питание осуществляется СВЧ-мощностью от магнетрона через волноводный тракт, снабженный вакуумным диэлектрическим окном. Манометр контролирует вакуум в рабочей камере, а температура изделия регистрируется датчиком температуры.

При разработке вакуумных СВЧ-сушилок следует обратить особое внимание на электрическую прочность рабочей камеры – пробивное напряжение электрического поля не должно ее превышать.

Производительность СВЧ-вакуумных сушильных машин

Максимальная производительность СВЧ-вакуум сушки достигается при максимальной объемной плотности тепловыделения в несовершенном диэлектрике. Обрабатываемый материал чаще всего имеет форму пластин, которые могут быть расположены вдоль или поперек электрического поля. В СВЧ-сушилках с пониженным давлением пластины высушиваемого материала предпочтительно располагать параллельно вектору электрического поля камеры.

Производительность СВЧ-вакуумных сушильных машин определяется мощностью СВЧ-генератора, вариантом размещения материала и характеристиками используемого насоса. Для малогабаритных вакуумных СВЧ-сушилок рекомендуется пластинчато-роторный двухступенчатый насос, в других случаях необходимо обратиться к технической документации. Наиболее перспективными областями применения СВЧ-сушильных аппаратов с пониженным атмосферным давлением являются: сушка лекарственных препаратов, приготовление экологически чистых, богатых витаминами продуктов питания с длительным сроком хранения, реставрация памятников культуры (рукописей, книг) и так далее.

Наши контакты

Раб. тел/факс: (812) 493-20-71
Электронная почта: info@vritm.ru
Открыть контакты и реквизиты компании