微波具有波長短（1m~1mm）頻率高（300MHZ~300GHZ）、量子特性等明顯特徵。微波技術廣泛套用於雷達、導航、多路通訊、遙感及電視等方面。
基本介紹
- 中文名：微波加熱設備
- 波長：1m~1mm
- 頻率：300MHZ~300GHZ
- 用途：加熱食物
前言,基本原理,特點,發展概況,
前言
微波具有波長短（1m~1mm）頻率高（300MHZ~300GHZ）、量子特性等明顯特徵。微波技術廣泛套用於雷達、導航、多路通訊、遙感及電視等方面。20世紀60年代開始，人們逐漸將微波加熱技術套用於紙類、木材、樹脂擠出等物理加工過程。近年，微波鉬工業的生產過程中導入微波加熱技術，不僅可有效提高反應轉化率、選擇性，而且體現出節能環保等諸多優點，其作為實現綠色工藝的手段之一而到人們的廣泛重視。
基本原理
微波是一種能量（而不是熱量）形式，但在介質中可以轉化為熱量。材料對微波的反應可以分為四種情況：（1）穿透微波；（2）反射微波；（3）吸收微波；（4）部分吸收微波。
一般在能加工領域中，所處理的材料大多是介質材料，而介質材料通常都不同程度地吸收微波能，介質材料與微波電磁場相互耦合，會形成各種功率耗散從而達到能量轉化的目的。能量轉化的方式有許多種，如離子傳導、偶極子轉動、界面極化、磁滯、壓電現象、電致伸縮、核磁共振、鐵磁共振等，其中離子傳導及偶極子轉動是微波加熱的主要原理。微波加熱是一種依靠物體吸收微波能將其轉換成熱能，使自身整體同時升溫的加熱方式而完全區別於其他常規加熱方式。傳統加熱方式是根據熱傳導、對流和輻射原理使熱量從外部傳至物料熱量，熱量總是由表及里傳遞進行加熱物料，物料中不可避免地存在溫度梯度，故加熱的物料不均勻，致使物料出現局部過熱；微波加熱技術與傳統加熱方式不同，它是通過被加熱體內部偶極分子高頻往復運動，產生“內摩擦熱”而使被加熱物料溫度升高，不須任何熱傳導過程，就能使物料內外部同時加熱、同時升溫，加熱速度快且均勻，僅需傳統加熱方式的能耗的幾分之一或幾十分之一就可達到加熱目的。從理論分析，物質在微波場中所產生的熱量大小與物質種類及其介電特性有很大關係，即微波對物質具有選擇性加熱的特性。
特點
採用微波加熱具有加熱速度快、熱量損失小、操作方便等特點，既可以縮短工藝時間、提高生產率、降低成本，又可以提高產品質量。與傳統加熱方式相比，微波加熱有以下特點：
1、加熱均勻、速度快
一般的加熱方法憑藉加熱周圍的環境，以熱量的輻射或通過熱空氣對流的方式使物體的表面先得到加熱，然後通過熱傳導傳導物體的內部。這種方法效率低，加熱時間長。
微波加熱的最大特點是，微波是在被加熱物內部產生的，熱源來自物體內部，加熱均勻，不會造成“外焦里不熟”的夾生現象，有利於提高產品質量，同時由於“里外同時加熱”大大縮短了加熱時間，加熱效率高，有利於提高產品產量。微波加熱的慣性很小，可以實現溫度升降的快速控制，有利於連續生產地額自動控制。
2、選擇性加熱
微波加熱所產生的熱量和被加熱物的損耗有著密切關係。各種介質的介電常數在0.0001到0.5的範圍內，所以各種物體吸收微波的能力有很大的差異。一般說介電常數大的介質很容易用微波加熱，介電常數太小的介質就很難用微波加熱。這就是微波對物體具有選擇性加熱的特點。
3、控制及時、反應靈敏
常規的加熱方法，如蒸汽加熱、電熱、紅外加熱等，要達到一定的溫度，需要一定的時間，在發生故障或停止加熱時，溫度的下降又要較長時間。而微波加熱可在幾秒的時間內迅速地將微波功率調到所需的數值，加熱到適當的溫度，便於自動化和連續化生產。
4、強場高溫
介質中單位體積內吸收的微波功率正比於電場強度的平方，這樣就可以在很高的場強
下使加工物件在極短的時間內上升到需要的加工溫度。場強高溫還能在產品的質量不受影響下，產生殺菌作用。
5、微波加熱穿透能力強
遠紅外加熱的頻率比微波加熱的頻率更高，照理加熱效率要更好，但其實不然，這裡面還存在一個穿透能力的概念。遠紅外加熱雖有許多優點，套用也比較廣泛，但從對物體的穿透能力看，遠紅外就遠不如微波。什麼叫穿透能力呢？穿透能力就是電磁波穿透到介質內部的本領，電磁波從表面進入介質並在其內部傳播時，由於能量不斷被吸收並能轉化為熱能，它所
攜帶熱量就隨著深入介質表面的距離以指數形式衰減。電磁波的穿透深度和波長是同一數量級，除了較大的物體外，一般可以做到表里一起加熱。而遠紅外加熱的波長很短，加熱時穿透能力差，在遠紅外線照射下，只有物體一薄層發熱，而熱量要到內部主要靠傳導，這樣不僅加熱時間長，而且容易造成加熱不均勻。根據對比，微波加熱的穿透能力比遠紅外加熱強的多。
6清潔衛生、無污染
一般工業加熱設備比較大，占地多，周圍環境溫度也比較高，操作工人勞動條件差，強度大。而微波加熱占地面積小，避免了環境高溫，工人的勞動條件得到了大大的改善。
發展概況
微波技術首先套用於通信、廣播、電視技術中。在這些領域裡，微波作為一種信息或信息的載體被利用。在微波通信工程的數十年套用中，發現始終伴隨有一種會引起微波能損耗、需要設法防止和消除的有害因素——熱效應。早在1945年，美國就有人提出利用微波的這種熱效應來對材料進行加熱的想法。隨後有不少人對此課題——微波加熱——進行了不段探索、試驗和研究。直到六十年代末。
微波能終於被作為一種能源來加以利用，進行加熱、乾燥、殺蟲、滅菌、醫療等工業項目上。首創是在食品工業方面，而家用微波爐的出現更進一步擴大了微波加熱技術的套用領域。現在，微波加熱作為一項新技術已受到各學科領域的高度重視和套用開發。
國外對微波能套用研究及學術交流一直很活躍與重視。1966年在北美加拿大的阿爾伯泰(Alberta)城設立了國際微波功率學會（簡稱IMPI）,每年舉行一次學術討論會,並定期出版季刊《微波功率雜誌》（《The Joural of Microwve Power》）。
我國在70年代開始微波能套用研究工作，於1973年開始微波加熱套用技術的研究和微波加熱用磁控管的研製。1974年和1980年電子工業部召開了“全國微波能推廣套用技術交流會”，交流微波學術及套用技術問題。81年3月經四機部批准，抽調部屬單位的科技力量，成立了——中國電子器件工業總公司微波能推廣套用站，負責全國微波能推廣套用的組織、設計研究工作。1983年10月中國電子學會召開了首屆“全國微波能套用學術交流會”。嗣後每二年在全國選擇推廣套用好的地區輪流舉辦微波套用技術交流，以推動國內微波事業的發展。每屆均有論文集出版，涉及工業、農業、醫藥、科研等方面的套用領域。
目前,我國已在皮革、木材、彩色印刷、食品、紙張、化工、陶瓷、藥品、菸葉、建材、橡膠以及醫療等行業逐漸採用微波技術，並取得了良好的經濟效益。微波能技術作為一種新的加工手段，對各行業的技術改造和設備更新已形成極大地衝擊。特別是現階段，擺在各經營者面前的是解決產品結構與社會需求的問題，適應社會發展對產品品質、品種要求的提高。其焦點之一就是技術創新不足、品質升級滯後。微波技術的出現為提高產品檔次、跟上技術進步、創高附加值產品提供了良好條件。
