Incalzirea Industriala in Camp Energetic de Microunde [PDF]

Zitiervorschau

INCALZIREA INDUSTRIALA IN CAMP ENERGETIC DE MICROUNDE CUPRINS 1. INCALZIRE INDUSTRIALA CU MICROUNDE 2. PRINCIPII SI AVANTAJE 3. AVANTAJE PRINCIPALE 3.1. CALITATEA MAI MARE A PRODUSULUI SI MAI PUTINE REBUTURI 3.2. GRAFIC ILUSTRATIV 3.3. SUPRAFATA TERENULUI MAI MICA SI INSTALARE MAI RAPIDA 3.4. INTRETINERE USOARA 3.5. ECONOMIE A ENERGIEI ELECTRICE 4. PRINCIPIU FIZIC 5. COMPORTAMENTUL MATERIALELOR IN CAMPUL ELECTROMAGNETIC 6. FRECVENTE UTILIZATE 7. PROCESE SI PRODUSE 8. INDUSTRIE ALIMENTARA SI AGRICULTURA 9. COMBINATIA MICROUNDE SI INCALZIRE CONVENTIONALA 10. USCARE 11. APLICATOARE INDUSTRIALE 12. TIPURI ECHIPAMENT SI CONCEPTE 13. CAPACITATE DE PROCESARE 14. LINII CONTINUE 15. CAMERE STATICE "BATCH SYSTEM "

1. INCALZIRE INDUSTRIALA CU MICROUNDE Incalzirea cu microunde (MW) reprezinta o tehnologie progresiva cu o gama mai larga in crestere de utilizare in diferite ramuri industriale. Dispozitivele de microunde pentru utilizarea industriala sunt produse de multe societati din Statele Unite, Japonia, Marea Britanie, Germania, Franta, Italia, Suedia si multe alte tari. In industria mondiala moderna, o ramura de procesare care nu foloseste microundele, poate fi cu greu gasita Ele pot fi folosite ca tehnologie mai eficienta care inlocuieste echipamentul de incalzire conventional, sau, mai frecvent, motivul pentru aplicatiile lor este o calitate noua a produselor. In afara de calitatea marita si vandabilitatea produselor competitive care nu pot fi obtinute de o alta tehnologie, incalzirea MW permite scurtarea timpului de procesare si scaderea costurilor de productie.

2. PRINCIPII SI AVANTAJE Principiul incalzirii cu microunde (MW), la fel ca principiul dispozitivelor comerciale interne MW, consta in transformarea alternarii campului electromagnetic cu energia termala prin afectarea moleculelor polare ale materialului. Principalul avantaj al microundelor peste incalzirea conventionala consta in incalzirea simultana a materialului in intregul sau volum. Dintre toate tipurile de incalzire, incalzirea dielectrica (ex. incalzirea care foloseste frecvente inalte, inclusiv microunde) este singura care poate produce temperatura mai mare in interiorul produsului decat pe suprafata sa. Alte beneficii substantiale sunt de asemenea viteza, omogenitatea temperaturii si absorbtia aproape a intregii energii MW in materialul incalzit. Omogenitatea mare de temperatura se obtine rapid in intregul volum, controlul exact al temperaturii si eficienta energetica superioara, toate tipice pentru incalzirea MW, de obicei nu sunt posibile prin alte tehnologii de incalzire. Materialele cele mai potrivite pentru incalzirea MW sunt cele cu valoarea mare a factorului de pierdere, precum apa sau alte molecule polare, ex. saruri, carbon, etc., continute chiar si in cantitati mici. Materialele fara incarcare electrica bipolara, precum materialele plastice, nu reactioneaza la microunde. 3. PRINCIPALELE AVANTAJE Scurtarea timpului de procesare adesea cu 70-85% si mai mult O calitate mai mare a produselor, posibilitatea de noi produse care nu pot fi castigate prin alte metode. O capacitate mai mare de procesare O suprafata ocupata a solului mai mica cu pana la 50-90% contrar altor metode O mai buna igiena a mediului de lucru O mentenabilitate mai usoara si mai rapida Costuri operationale mai mici, si anume economii de energie Eliminarea pierderilor si un consum mai mic de combustibili minerali, care cauzeaza scaderea tensiunii de mediu 3.1. O CALITATE MAI MARE A PRODUSULUI SI MAI PUTINE REBUTURI • In multe cazuri, motivul pentru cumpararea tehnologiei de incalzire cu microunde (MW) este posibilitatea obtinerii unei calitati de marca noi a productiei. Foarte des, este dificil sau chiar imposibil sa obtinem un proces cu parametrii dati prin metode conventionale. • Avantajul competitiv al produsului inovat poate afecta pozitiv castigurile fie prin cresterea volumului de vanzari sau prin acceptarea pretului marit al produsului

inovat de consumatori. Ca un exemplu, putem mentiona cresterea sigurantei igienice si sanatoase a alimentelor cu utilizare prelungita fara conservantii chimici. . O calitate mai mare a procesarii MW poate elimina costurile care nu sunt necesare pentru producerea rebuturilor. Impacturile pozitive importante includ de asemenea scaderea revendicarilor, ca de altfel si consolidarea numelui bun al marcii societatii. Uscarea MW a ceramicii este un bun exemplu. Metoda MW nu produce crapaturi. Materialul nu se sparge in timpul arderii. Numarul rebuturilor este deci considerabil mai mic. 3.2. GRAFIC ILUSTRATIV Efectul simultan al microundelor profund in material permite in mod substantial o calitate mai buna si o mai rapida procesare, aducand si economii importante. GRAFICUL REPREZINTA OMOGENITATEA TEMPERATURII, ECONOMIA SI VITEZA INCALZIRII CU MICROUNDE Compararea cu incalzirea standard arata ca procedura cu microunde (MW) este deja incheiata cand miezul materialului, incalzit printr-o metoda traditionala ajunge doar la temperatura solicitata acolo unde suprafata sa este deja supraincalzita. Ca un exemplu al utilizarii practice al acestor proprietati avantajoase ale incalzirii MW, putem mentiona tratamentul de pasteurizare-sterilizare al alimentelor: temperatura solicitata, distrugand in mod sigur agentii patogeni, trebuie asigurata pe durata intregului produs, acolo unde componentele termo-sensibile trebuie pastrate. 3.3. O MAI MICA SUPRAFATA OCUPATA A TERENULUI SI INSTALARE MAI RAPIDA • In comparatie cu echipamentul conventional, doar 1/5 pana la 1/10 din suprafata terenului este suficienta pentru echipamentul de microunde (MW). • Nu este nevoie sa cumparati loturi noi, sa construiti cladiri noi si sa instalati cuptoare voluminoase. • Timpul de instalare este mai scurt cu pana la 85% in comparatie cu sistemele traditionale. Conversia unei instalatii vechi in una noua, care poate avea o capacitate de cateva ori mai mare decat cea veche poate fi facuta prompt, cu modificari minime. Exemple: 1. Intr-un caz tipic, sistemul MW cu 42 m2 din zona de teren a inlocuit uscatorul cu capacitate mai mica, care cerea 370 m2. 2. Instalatia pentru productia de macaroane, dotata anterior cu echipament care solicita o zona de 19 m2, arata acum ca dispozitivele mici MW solicita doar o zona de 3 m2.. 3.4. MENTENABILITATE USOARA • In comparatie cu sistemele traditionale, timpul de repornire este de obicei de

aproximativ 8 ori mai scurt. • In medie, pana la 7 ore saptamanal pot fi salvate prin scurtarea timpului neproductiv de care este nevoie pentru a porni echipamentul conventional cand este completat pentru prima pornire dupa oprirea operatiei. • Timpul si cererile de munca pentru o reparatie sunt semnificativ mai mici comparate cu echipamentul conventional, care este mai mare si include mecanisme mai complexe si o rata de esec mai mare. Ca o consecinta a acestor fapte, timpul inactiv este mai mic si aceasta creste productia cu aproximativ 5%. Exemplu: Curatarea uscatorului conventional de pasta solicita doi sau trei oameni care sa lucreze o tura completa (8 ore) saptamanal. Dupa inlocuirea sa cu un uscator mic de microunde (MW) cu aceeasi capacitate, doi muncitori il pot curata in 2 ore. 3.5. ECONOMIA ENERGIEI ELECTRICE • Conversia energiei electrice pentru a incalzi produsul prin microunde este caracterizata de eficienta totala “retea-produs” intre 65-75%. • Pentru comparatie, eficienta metodelor de incalzire conventionala este in jur de 35-50%. • Eficienta mai mare a incalzirii cu microunde (MW) se bazeaza pe faptul ca microundele incalzesc doar produsul si mai mult de 90% energie radiata din generatorul MW este convertita in caldura. • Prin urmare economiile de 15-40% si mai mult in comparatie cu metodele conventionale sunt obisnuite. • Prin folosirea incalzirii MW, nu este nevoie nevoie foarte des de alte accesorii sau sisteme de sustinere care consuma energie electrica. 4. PRINCIPIU FIZIC Incalzirea dielectrica (DE) care include incalzirea cu microunde (MW) si incalzirea care foloseste frecventele radio (RF) se bazeaza pe transformarea alternarii energiei campului electromagnetic in energie termala in materiale cu imprastiere inegala a incarcarilor electrice in moleculele asa numitelor materiale polare (dielectrice). In campul electromagnetic care alterneaza cu frecventa inalta, dipolul axului moleculelor polare urmeaza o miscare permanenta de rotatie si de orientare magnetica, astfel incat polurile lor sa urmeze instantaneu directia campului, care se schimba de miliarde (109) ori pe secunda. In acest moment, doua evenimente diferite sunt utilizate: frecarea intermoleculara indusa de fortele de atractie intermoleculare, si histerezis intre campul de actionare si raspunsul electric indus cauzat de efectul inertiei, in functie de incarcarea electrica, masa si forma moleculelor. Desi un produs pare sa se incalzeasca singur, aceasta rezulta intr-o incalzire foarte rapida, adesea in cateva secunde sau minute. Este comun ca microundele sa lucreze pana la un loc de pozitie mai rapid decat incalzirea conventionala. 5. COMPORTAMENTUL MATERIALELOR IN CAMPUL ELECTROMAGNETIC

Absorbtie: materialele care contin molecule polare pot sa absoarba microunde. Factorul lor de pierdere afecteaza adancimea de penetrare. Microundele trec prin materiale nemetalice in mod similar cu lumina care trece printr-un geam intunecat diferit. Reflectare: ex: metalele raman reci in campul de microunde (MW). Transparenta: aer, cateva tipuri de geam, polietilena, teflon, polistiren, etc. Aceste proprietati sunt adesea in mod puternic dependente de temperatura. De exemplu, un material care este transparent la temperatura camerei poate absorbi microunde la temperatura de peste 1.000 0C. Aceasta este caracteristica pentru oxidul de aluminiu, dioxidul de silicon, ceramica de sticla si cateva nitruri de bor. De altfel, aceste proprietati sunt de asemenea dependente de frecventa –ex. portelanul uscat se poate comporta ca perfect transparent la frecventa de 2,45 GHz, acolo unde la frecventa de 30 GHz poate fi incalzit imediat la temperatura de sinterizare. Adancimea de penetrare, care este definita ca o distanta perpendiculara de la o suprafata a materialului in care energia atenueaza aproximativ la o a treia, depinde de parametrii dielectrici ai materialului procesat si este direct proportional cu lungimea de unda. Cand intra in material, microundele sunt absorbite si efectul de incalzire scade gradual fata de interiorul materialului. Pierderea de energie a campului electromagnetic poate fi masurata de adancimea de penetrare. 6. FRECVENTE UTILIZATE CUPRINS 1. INCALZIRE CU MICROUNDE (MW) 2. INCALZIRE FRECVENTA RADIO (RF) 3. COMPARATIA INCALZIRE MW SI RF Microundele reprezinta acelasi tip de energie care este folosit pentru transmiterea semnalelor de televiziune si radio. Este varietatea undelor electromagnetice in benzi intre undele radio si infrarosii (cu frecventa de 300 MHz -300 GHz, care corespunde lungimii undei de 1m -1mm). INCALZIREA CU MICROUNDE (MW) Echipamentul pentru aplicatii industriale este, in special in Europa, bazat pe frecventa cea mai utilizata 2.450 MHz, de asemenea folosita pentru cuptoarele comerciale MW in uz casnic. La frecventa de 915 MHz, adancimea de penetrare este mai mult decat dubla in comparatie cu frecventa de 2450 MHz. Aceasta permite procesarea materialelor cu dimensiuni mai mari . Adancimea de penetrare a microundelor este de obicei in ordinea unitatilor si zecilor de centimetri. INCALZIRE FRECVENTA RADIO (RF) In benzile RF 13.56; 27.12 si 40.68 MHz, adancimea de penetrare atinge ordinea metrilor.

Aceasta permite procesarea produselor mai mari (sau procesarea simultana a cantitatii mai mari a produselor) decat incalzirea MW. Sistemele RF au de obicei puterea de iesire de zeci de kW pana la peste 1.500 kW. COMPARATIA INCALZIRE MW SI RF Microundele sunt mai potrivite pentru produsele de grosimi adecvate, cu factorul de pierdere mai mic decat 0.05, constand in partile minore detasate, sau pentru stratul de material detasat sau pasta cu profilul de inaltime corespondent. Microundele sunt de asemenea mai potrivite decat frecventele radio cand cerinta pentru densitatea de putere de iesire este foarte mare, pentru ca ele au tendinta mai mica pentru a induce formarea arcului electric care ar putea arde materialul procesat, si tubul de generator, de asemenea. Pe de alta parte, echipamentul RF este mai economic decat echipamentul MW prin puterea de iesire de peste 50Kw. Incalzirea RF este aplicata cand se cere o penetrare adanca, si pentru materialele de procesare cu un factor de pierdere mai mare (ex. un continut mare de apa). 7. PROCESE SI PRODUSE EXEMPLE DE APLICATII DE INCALZIRE CU MICROUNDE IN INDUSTRIA MODERNA RAMURI INDUSTRIALE ALIMENTE Cauciuc si alti elastomeri Uscare Ceramica Decongelare Produse chimice Temperare Vopseluri si adezivi Sterilizare Amestecuri Pasteurizare Plastice Gatire si coacere Hartie Incalzire Textile Dehidratare Lemn Uscare, dezinsectie, stabilizare Induatria de turnatorie Tratament termic Inginerie Civila Prajire Carbune, ulei, minerale Incazirea meselor antepreparate Ecologie Tutun Alte procese de uscare Alte aplicatii Cauciuc si alti elastomeri Vulcanizare cauciuc Devulcanizare cauciuc Topire cauciuc Incalzire Fascicule de cauciuc (baloti)

Fasii de cauciuc pana la 85°C Semi-produse de cauciuc Dispozitive de cauciuc Cauciuc spumos latex Bucati de amestecuri chimice care contin cauciuc Material imersat Apex PVA si curea de transmisie din cauciuc Anvelope moi Gumasol Preincalzire Sigilii Reconditionarea anvelopelor Uscare Benzi de poliester dupa imersare Amestecuri de cauciuc latex Captuseli covor cauciuc latex Benzi de nylon acoperite cu cauciuc Fascicule si loturi de cauciuc sintetic Uscarea faramei de cauciuc de butadiena stirenica Tratamentul blocurilor mari de cauciuc spumos Ceramica Uscare La presiunea atmosferica a rotilor de macinare Tratamentul suprafetelor ceramice

Arderea ceramicii la 1300 °C Arderea spumei poliuretanice din amestecul ceramic Ceramici e baza de oxid de zinc Indepartarea ceramicii din mulaj la presiune atmosferica Produse chimice Uscare Oxid de germaniu Carbonat de cobalt Silicon pudra Amestecuri de apa ale oxidului de mangan Materiale de colorare ceramice Pirofosfat de cupru Concentrat de plumb si zinc Silicati Produse farmaceutice Medicamente Pesticide Sulfat de Sodiu Lauryl Bacosol 3A Accelerarea reactiilor chimice Incalzirea si uscarea lichidelor vascoase in conteinerele de polipropilena Productia tabletelor de salazopirina Productia emulsiilor din lichidele neamestecabile Spumarea

Topirea DMAS (dimetil-acetil-ester a acidului succinic) Panouri uree-formaldehidice (carmel) Dilatatie silicat de mica (silicat poros) Incalzirea sulfului, si a substantelor alkaline Reactia solului roca fosfat Vaselina Vopsele si adezivi Uscare Vopseluri Cerneala tipografica Vopseluri sau adezivi fara deteriorarea bazei de uscare Polimerizare lac si rasini epoxid Amestecuri Solidificare profiluri amestecuri Procesarea laminatelor Uscarea panourilor de geam laminat Polimerizare Uscarea placilor si straturilor de acoperire protective pentru navete spatiale Uscarea fasciculelor fibra de sticla in timpul productiei Plastice Uscare Filtre polipropilena spuma Azbesturi umplute cu fenol Granule poliamidice in baza lichida

Strat de acoperire PVC pe sticlele de polietilena Desmopan 590 a Estane 58137 garnituri de sigilare PVC Incalzire Cauciuc poliester Lentile acrilat Amestecuri geam –laminat si cauciuc Producerea PVC spumos Preincalzirea uretanului pentru matritare Gelatinarea si tratamentul plasticelor Amestecuri plastice Acoperirea PVC a filtrelor ulei hartie Modelarea materialelor de poliester Hartie Uscare Uscare continua Decorari hartie colorata Conteinere carton Materiale fotografice Incalzirea materialelor de hartie, azbest, si materialelor plate ecranate cauciuc latex Textile Uscarea fibrelor textile Producerea firelor fibra Dezintegrare balot lana

Uscare fire Lemn Uscare Cherestea Placaj Furniruire Curbare lemn Imbatranirea lemnului de stejar prin metoda vid Industrie turnatorie Uscarea matritelor de turnare Intarirea matritelor tunatorie De-ceruirea matritelor de turnare Regenerarea parafinelor matrita de turnare Indepartarea obiectelor solide din matrite (plansete, capace, etc.) Inginerie civila Reciclarea drumurilor din asfalt Intarire beton Sfaramare beton si piatra Uscare panouri ipsos Uscarea vopselurilor sau adezivilor fara deteriorarea bazei de uscare Topirea asfaltului Carbune, ulei, minerale Dezghetare carbune Purificare carbune din sulf si pirita Extragere gudron de huila Ecologie

Neutralizarea deseului extrem de periculos in deseul obisnuit Neutralizarea deseului medical Evacuarea deseului toxic Procesarea deseului nuclear Procesarea deseului celulozic si biomasei Recuperarea mediului contaminat cu ulei Alte procese de uscare Fungi vascos Turba Ionizare combinata in camera vid Uscarea pudrelor farmaceutice Uscare Orez decojit Paste si macaroane Mese gata pregatite Fructe si legume Nuci de cocos Ceai Sago Faina Pectina fruct Blocuri anison acoperite cu zahar Cuburi mango (golite) Decongelare

Stafide Blocuri fructe Temperare (pana la -4 ¸ -2 °C) Carne Oua , Unt, Margarina Sterilizare Tarate, fulgi, musli Faina Condimentare (condimente) Evacuare bacterii, mucegai, si peste Miez de paine Amestecuri alimente Pasteurizare Paine Bere Gatire si coacere Cartofi necojiti Carnaciori Sunca Produse carne afumata Pui Carne de vita Incalzire Oase Hamei

Unt Umpluturi placinta Ulei comestibil Dehidratare Carne taiata Ceapa Stabilizare Tarata orez Majoritatea semintelor de ulei Tratament termal Castraveti Fasole, soia Weetabix Anison acoperit cu zahar Centre germen Carobeans Cartofi pai Gelatina (Balfour) Prajire Seminte uleioase, nuci, etc. Caramelizare Incalzire mese de gata Preincalzire si gatire partiala urmata de racire sau inghetare Preincalzirea meselor in locuri publice Tutun Uniformizarea umiditatii tigarilor Alte aplicatii

Indepartare argile sistoase taiate in forma de feston Topire emulsie ulei Penetrare adanca in margarina Golire conteinere miere Procesarea termala a amidonului 8. INDUSTRIE ALIMENTARA SI AGRICULTURA Procese Produse principale Sterilizare Pasteurizare Devitalizare Asezonare, condimente, fructe, ceai, tutun Uscare Deshidratare Produse cerealiere, paste, orez Congelare si temperare Produse de patiserie, paine, soia, faina, amidon, tarate Preincalzire, pre-gatire Mese de gata, grasimi, emulsii Gatire Coacere Fructe, legume Prajire Carne, peste, pasari de curte, produse oua Inactivare enzimatica Albire Amestecuri alimente si componentele lor 9. MICROUNDE COMBINATE SI INCALZIRE CONVENTIONALA

CUPRINS 1. VARIANTE COMBINATIE 2. EFECTE COMBINATIE VARIANTE COMBINATIE Combinatia ambelor metode poate mari eficienta unui process in comparative cu incalzirea conventionala singulara pana la 100-300%. Incalzirea cu microunde (MW) poate fi implementata in procesul conventional, il poate continua sau urma: Dupa pre-incalzirea MW, incalzirea conventionala urmeaza cu miezul produsului deja incalzit eficient Folosirea MW si incalzirea conventionala simultan, da un efect sinergetic – umezeala este eliminata prin microunde fata de suprafata, unde este mai eficient evaporata prin sisteme conventionale de aer-fierbinte.

Daca umezeala initiala este prea mare, este mai convenabil de folosit incalzire conventionala la inceput, care asigura evaporarea initiala mai eficienta si transferul de umezeala. Cand umezeala produsului este 50% sau mai mult, microundele pot induce fierberea, care este nedorita cateodata. Iata de ce este mai convenabil sa folosim incalzire conventionala atata timp cat umezeala cade sub 25%. Daca este folosita doar incalzirea de convectie in timpul procesului de fabricare, caldura trebuie sa penetreze interiorul produsului. Aceasta poate produce supraincalzirea suprafetei. Pentru a evita acest lucru, incalzirea conventionala este efectuata in diferite etape, utilizand pauze pentru a egaliza temperature si pentru a astepta pana cand apa paraseste produsul, prevenind astfel supra-uscarea suprafetei. EFECTE COMBINATE Cand combinati ambele metode, o parte considerabila a partii umezelii este eliberata rapid prin folosirea initiala a incalzirii conventionale fara nevoia de a astepta pana la egalizarea umezelii. Apoi incalzirea MW elimina apa din interior catre suprafata. Astfel puteti scurta timpul de procesare pana la 80%, solicitand in mod semnificativ mai putin spatiu. Racirea urmatoare este de obicei efectuata in mediu cu reglarea temperaturii si umiditatii fie pentru a obtine infatisarea naturala a produsului, sau pentru a preveni orice deteriorare a suprafetei produsului prin caldura de adancime indusa de microunde. Stadiul de retinere a temperaturii (dupa-incalzire) poate fi de asemenea implementat pentru a reduce continutul de bacterii. Cand se obtine umezeala ceruta inainte de depozitare, energia acumulata in interior poate fi folosita in timpul racirii pentru uscarea efectiva. Daca umezeala initiala a produsului este mai mare de 50%, incalzirea preliminara conventionala este de asemenea adesea folosita. Cand este combinata cu al treilea stadiu, (racire controlata), sistemul complet nu solicita mai mult spatiu decat insasi linia de microunde. De fapt este permis ca incalzirea conventionala preliminara sa poata fi urmata imediat de incalzirea MW. Camera de pre-incalzire poate fi o componenta a liniei MW. 10. USCAREA CUPRINS 1. BAZELE USCARII 2. PROBABILITATI ALE USCARII CU MICROUNDE 3. MICROUNDE COMBINATE SI USCARE CONVENTIONALA In timpul uscarii cu microunde (MW), puteti controla precis dozele de caldura si materialul procesat este volumetric uniform incalzit . In acelasi timp, uscarea este foarte eficienta, deoarece peste 90% din energia emisa este

transformata in caldura. O asfel de eficienta nu poate fi obtinuta prin nici o alta metoda de incalzire. Aceasta se datoreaza faptului ca apa, ca un material polar superior absoarbe energia MW foarte bine. BAZELE USCARII Uscarea este determinata de doua mecanisme de baza – transmisie de caldura si transmisie de materie. Actiunile de incalzire conventionala au loc in directii opuse – caldura merge din exterior catre interior intr-un material si umezeala este eliminata din interior catre o suprafata, unde se evaporeaza. Pe de alta parte, efectul in-adancime al microundelor, care incalzesc de asemenea miezul materialului, umezeala este eliminata catre stratul cu presiune mai joasa, ex. catre suprafata care este relativ rece, pentru ca microundele nu incalzesc aerul ambiental. Aceasta pompa de apa permite extragerea rapida si eficienta a apei. Uscarea traditionala prin aer fierbinte poate produce, in special pentru produsele piesa, crusta uscata care intrerupe fluxul capilar din interiorul unui material si formeaza izolare de caldura, care reduce permeabilitatea unui material. Cu uscarea MW, crusta de suprafata nu se dezvolta, pentru ca apa eliminata din miez mentine suprafata uda. Cu toate acestea, efectul microundelor este in marea majoritate independent de conductibilitatea termala si astfel nu poate fi afectata de straturile externe izolatoare. Microundele afecteaza aproape exclusiv moleculele apei, care este (in comparatie cu alte componente ale materialului de baza) un material polar superior, si in general nu incalzesc punctele desiccate, de polaritate redusa, in produs. Aceasta este o conditie esentiala pentru echilibrarea umezelii intr-un produs, daca este neuniform inainte de procesare. Permite de asemenea dezlocuirea ultimei fractii lichide cu efectul de temperatura de reglare-proprie la sfarsitul uscarii. AVANTAJELE USCARII CU MICROUNDE EFICIENTA ENERGETICA SUPERIOARA SI RETRAGEREA RAPIDA A APEI CONTROLUL FOARTE PRECIS AL DOZELOR DE CALDURA UNIFORMITATEA SUPERIOARA A TEMPERATURII IN INTREGUL VOLUM AL PRODUSULUI NICI O PARTE A PRODUSULUI NU ESTE INCALZITA LA O TEMPERATURA MAI MARE DECAT ESTE NEVOIE PENTRU EVAPORARE In multe cazuri, prioritatea nu este obtinerea vitezei maximale a evaporarii ci mentinerea temperaturilor relativ scazute care sunt suficiente pentru evaporare. Temperatura optima de uscare este de obicei in jur de 600. Materialele instabile din punct de vedere termal, precum alimentele biologice sensibile contin componente importante – vitamine, uleiuri esentiale, etc., care sunt degradate in timpul uscarii traditionale la inceput; proprietatile organoleptice sunt de asemenea schimbate.

Microundele permit prevenirea acestor deficiente. In acelasi timp, temperaturile de uscare folosite in mod obisnuit si timpii de procesare asigura efectul de devitalizare pe agentii microbieni patogenici prin omogenitatea temperaturii superioare. Siguranta microbiala rezultanta a produsului este foarte mare. Produsele chimice trebuie procesate, in ceea ce priveste flamabilitatea lor, capacitatea de explozie si multe schimbari posibile dar inadmisibile, sub temperaturile prag determinate de limitele adecvate, precum temperatura de aprindere, punctual de fierbere, temperature de sinterizare, etc. Solventii, de exemplu pot fi evaporati la temperaturi relative scazute si prin urmare nu exista pericol de incendiu. Vopselurile si adezivii pot fi uscati fara deteriorarea materialului principal. In cazurile in care prin metode metode conventionale este necesara o temperature pana la 1800C, temperatura de 1000C poate fi suficienta pentru microunde, si mai mult, timpul de procesare este foarte scurt. Cand suprafata nu este uscata tare, nu este deteriorata – infatisarea sa este mai buna si de asemenea si textura sa. MICROUNDE COMBINATE SI USCARE CONVENTIONALA Combinarea MW si a incalzirii conventionalea poate mari eficienta totala cu 100-300%. De aceea microundele sunt folosite in pre-uscare, faza mijlocie a uscarii sau in uscarea finala. Cand microundele sunt folosite ca primele, se obtine o incalzire initiala mai eficienta. Urmatoarea incalzire conventionala profita de energia MW consumata in timpul incalzirii interiorului produsului. Pe de alta parte, folosirea microundelor in faza finala permite indepartarea rapida a ultimelor molecule de apa. EXEMPLU: Uscarea legumelor cu continut de umiditate de 90% cu uscatorul conventional cu aer fierbinte dureaza aproximativ 2 ore. Microundele au nevoie pentru acelasi lucru doar 15 minute plus alte 15 minute din uscarea finala suplimentara cu aer fierbinte. De altfel, nu este nevoie de pasteurizare. Uscarea eficienta si termosensibila a diferitelor produse alimentare si intermediary in forma neconsolidata, piese sau pasta. Alimentele de calitate ce contin vitamine, sau cu caracteristici organoleptice unice au nevoie sa fie uscate la temperaturi diferit si deosebit de scazute. Componentele biologice instabile din punct de vedere termal si sensibile pot fi conservate prin alegerea dozelor corecte de tratare MW. In afara de procesarea corecta a materialelor vrac neconsolidate, de asemenea produsele piesa ambalate ermetic (chiar si de marimi mari) pot fi tratate continuu si stationar. 11. APLICATOARE INDUSTRIALE Aplicatorul este segmentul terminal al ghidului de unde, care radiaza energia de microunde (MW) dintr-un generator. El asigura dispersia dorita a MW in camera, in care microundele sunt absorbite de

materialul ce trebuie incalzit. Proiectantii MICROUNDE CONSULTING Ltd. obtin rezultate excelente in dezvoltarea aplicatoarelor. Procesul de proiectare consta in alegerea tipului cel mai conevenabil al aplicatorului, calculand proprietatile sale electrice si efectuarea corectiilor prezumtive ale adaptarii de impedanta al aplicatorului la camera cu un material specific. Lucrarea de dezvoltare include aaplicatorii compusi din aplicatori cu fanta cu modul TE10, aplicatori cu serii ne-rezonante, aplicatori multimod si aplicatori un mod cu radiere tub electric. Grupul separat este format din aplicatori cu legatura ghid de unda la camera, terminate prin suprafetele de reflectie. Cand se verifica proiectele, valorile mai mici ale productiei si temperaturile finale mai scazute sunt folosite la inceput pentru a preveni deformarea valorilor masurate datorita schimbarii starii (ex. prin evaporarea apei). Caracteristicile de radiatie ale aplicatorilor sunt de asemenea masurate in spatiu deschis cu alimentarea dintr-un generator de capacitate joasa. Masurarea impedantei este facuta cu un alimentator linie de masurare de asemenea din generatorii de capacitate joasa. Cand o omogenitate solicitata a unui camp nu este obtinuta in timpul verificarii proprietatilor practice ale unui aplicator proiectat, valorile masurate sunt folosite pentru a corecta caracteristica de echilibrare a unui aplicator. Instalarea obisnuita interioara a microundelor sau echipamentului de frecventa radio nu solicita nici o cerinta speciala. Adaptarile ieftine, precum conectarea energiei electrice si apa de racire, ca de altfel si borna de iesire a apei de racire incalzita sunt suficiente. Unele procese cer in plus un sistem de evacuare. Dispozitivele mai mari sunt deplasabile, de obicei in legatura cu unitatile tehnologice corespunzatoare, folosind rotile construite cu inaltime reglabila. 12. TIPURI DE ECHIPAMENT SI CONCEPTE Echipamentul de microunde (MW) este proiectat pentru incalzirea continua, discontinua sau stationara (lot) a piesei, neconsolidata si materiale celulozice si lichide. Unitatea consta din una sau mai multe surse, camera (camere) de iradiere cu aplicatori care asigura uniformitatea incalzirii si optional de asemenea a unei camere pentru camera de incalzire prelungita, elemente protective si de masurare si unitatea de control. Echipamentul constituie un intreg compact; doar in cazuri justificate generatoarele -surse de energie MW sunt localizate separat. Generatoarele MW, de obicei cu capacitate variabila continua, sunt dotate cu tipuri industriale de magnetroane care se disting prin durata de viata lunga. Magnetroanele solicita sisteme de racire cu apa sau aer. Conceptul echipamentului care foloseste frecvente radio (RF) este in linii mari similar sistemelor MW. 13. CAPACITATEA DE PROCESARE Capacitatea de procesare depinde de multi factori legati de un proces specific. Prin urmare capacitatea energetica a echipamentul solicitat difera in functie de tipul procesului si parametrii sai de productie. Exista o dependenta foarte puternica pe proprietatile dielectrice ale produsului, in special

pe continutul de umezeala. In functie de aceste proprietati, numarul solicitat al gerneratoarelor si camerelor de iradiere este inclus in unitatea care foloseste proiectul modular. Capacitatea generala energie microunde (MW) afecteaza in mod semnificativ pretul de cumparare al echipamentului. EXEMPLE: Evaporarea unui kg de apa intr-o ora cere aproximativ o putere radiate MW de 0,67 KW. Capacitatea procesarii continue a produselor alimentare libere uscate difera in functie de tipul procesului si proprietatile produsului, de la 5 la 25 kg/ora per 1 KW al puterii MW instalate. Apoi: Putere MW [kW] 5 10 20 40 70 Capacitate [kg/hr] 50-250 100-500 200-1000 400-2000 700-3500 METODA TIPICA A DETERMINARII PUTERII NECESARE DE PRODUCTIE ( Pasteurizarea painii prajite) Pentru a obtine temperature optima (770 C), 500 g de paine trebuie incalzite de la temperatura de intrare (220C) cu 550C, absorbind energia de 64 kJ (17.8 Wh). Caldura specifica a painii albe din grau este deci c = 64 kJ / (0.5 kg * 55 °C) = 2.33 kJ/ (kg.K). Capacitatea de procesare a 1.000 kg/hr are prin urmare nevoie de energia MW si camera MW, productia minima a echipamentului MW ar trebui sa fie 27 kW. MICROUNDE CONSULTING Ltd. a proiectat o linie cu capacitate MW a 35 kw pentru pasteurizarea painii albe din grau cu capacitatea de procesare de 1.000 kg pe ora. Aceasta capacitate reprezinta sproximativ 15% rezerva, corespunzatoare unui generator de 5 kw, care permite manevrarea unei capacitate nominale pe ora fara fara intreruperea operatiei in caz de defectare a unui generator. Permite de asemenea cresterea temperaturii de pasteurizare peste 770C. Alt avantaj al rezervei energetice consta in permiterea inlocuirii magnetroanelor individuali in timpul operarii liniei, dat fiind ca regulile de siguranta vor fi respectate.

14. LINII CONTINUE Legenda: 1 Cutie generator 2 Panou control

3 Aplicator 4 Camera tunel 5 Filtru electromagnetic 6 Rotor de actionare 7 Banda transportoare 8 Valt de intindere 9 Ghid circular 10 Consola 11 Rezervor acces 12 Sectie temperare 13 Capac mobil 14 Rezervor iesire CUPRINS 1. SCOP 2. REGLARE 3. ARANJAMENT SCOP Liniile continue de microunde (MW) permit procesarea majoritatea produselor piesa si libere, ambele ambalate si in vrac, care trec prin linie pe o banda transportoare. Procesarea continua este in marea majoritate limitata de inaltimea produselor piesa sau stratul materialului liber. Aceasta se datoreaza necesitatii prevenirii microundelor sa se scurga in spatial inconjurator la intrarea si iesirea liniei unde filtrele electromagnetice sunt instalate pentru acest scop. Suspensiile celulozice transportate, ex. prin canal elicoidal sau spirala in system tip ghid circular, sau lichidele care curg pot fi procesate de asemenea. REGULAMENT Incalzirea continua de obicei produce cea mai mare omogenitate termala in intregul volum al materialului. Reglarea dozelor termale este obtinuta prin stabilirea vitezei transportului in functie de marimea puterii radiate.

ARANJAMENT O camera de interactiune sau cateva camere plasate una in spatele celeilalte constituie un tunel, in care unitatile cu surse conventionale termale pot fi incluse de asemenea. Permite fie pre-incalzirea, incalzirea finala sau efectul combinat al diferitelor metode de incalzire. Din acest motiv, camerele MW includ de obicei elemente ale sistemelor de aer fierbinte, ventilare, racire, etc. de exemplu, setarea sistemului supapelor de strangulare pentru reglarea intrarii si iesirii aerului in camere individuale poate produce urmatoarea combinatie a modurilor de incalzire: Incalzire –aburire –uscare. Oricum, metoda inversa, cand camera de MW continua este integrata intr-un uscator de tunel existent standard (sau precede intrarea sa sau urmeaza iesirea sa), este de asemenea

folosita. 15. CAMERE STATICE CUPRINS 1. SCOP 2. OMOGENIZARE TEMPERATURA 3. ACCESORII 4. MW COMBINATE SI INCALZIRE CONVENTIONALA SCOP Camerele statice permit procesarea produselor piesa masurabile. Facand referire la inaltimea limitatoare, materialul piesa nu poate fi adesea procesat continuu intr-o linie continua cu fete intrare si iesire deschise, pentru ca ar rezulta o scurgere inadmisibila a energiei microundelor in spatial inconjurator. Procesarea statica, tip "batch system" este de asemenea adecvata in cazurile in care procesul trebuie sa fie foarte lent sau include pauze mai lungi.