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工業微波設備,微波技術在工業中的應用?

近年來,微波技術正越來越廣泛地被運用於醫藥工業的幹燥工藝中。其可使物料較傳統加工方法取得更好的幹燥效果。國外發達國家微波技術的研發與應用已有20年的時間,但我國在這方面還處於起步階段 。 ▲技術特點:由內而外使物料幹燥

據了解,微波是壹種高頻電磁波,頻率為300兆赫~30萬兆赫,其波長為1毫米~1米。微波具備電場所特有的振蕩周期短、穿透能力強、與物質相互作用可產生特定效應等特點。

傳統幹燥方法,如火焰、熱風、蒸氣、電加熱等,均為外部加熱幹燥,物料表面吸收熱量後,經熱傳導,熱量滲透至物料內部,隨即升溫幹燥。而微波幹燥則完全不同,它是壹種內部加熱的方法。濕物料處於振蕩周期極短的微波高頻電場內,其內部的水分子會發生極化並沿著微波電場的方向整齊排列,而後迅速隨高頻交變電場方向的交互變化而轉動,並產生劇烈的碰撞和摩擦(每秒鐘可達上億次),結果壹部分微波能轉化為分子運動能,並以熱量的形式表現出來,使水的溫度升高而離開物料,從而使物料幹燥。也就是說,微波進入物料並被吸收後,其能量在物料電介質內部轉換成熱能。因此,微波幹燥是利用電磁波作為加熱源、被幹燥物料本身為發熱體的壹種幹燥方式。

  微波幹燥設備的核心是微波加熱器,目前微波幹燥的頻率為915兆赫和2450兆赫兩種,多用於片劑、膠囊劑、顆粒劑等制備工藝中濕顆粒的幹燥,也可用於藥材粉末、中藥飲片、丸劑的幹燥。除了用於連續化生產的微波幹燥設備以外,還有間歇式箱式幹燥設備,其主要用於原料藥的幹燥,對於糊狀、黏度較大的中藥浸膏的幹燥也很適宜。

▲技術優勢:幹燥均勻、環保、節能

在傳統的幹燥工藝中,為提高幹燥速度,需升高外部溫度,加大溫差梯度,然而隨之容易產生物料外焦內生的現象。但采用微波加熱時,不論物料形狀如何,熱量都能均勻滲透,並可產生膨化效果,利於粉碎。

不同性質的物料對微波的吸收不同,水分子對微波的吸收最大,因此物料內含水量較高的部位吸收微波多於含水量較低的部位。所以,在微波作用下,物料的幹燥速率趨於壹致,加熱均勻。並且,微波幹燥技術不影響被幹燥物料的色、香、味及組織結構,有效成分也不易被分解、破壞。據了解,四川有關研究機構正在著手采用微波幹燥替代傳統的烘房幹燥,以解決采用傳統幹燥方法幹燥川芎等中藥材時易產生幹燥不均勻、不徹底的問題。

另外,微波是電能轉換而來,開通電源即開始工作,不需要預熱,無余熱產生,而且微波設備結構緊湊,配套設施少、占地少(僅為傳統幹燥設備占地面積的20%~30%),操作方便,可連續作業,便於自動化生產和企業管理(可通過PLC編程控制及通過監視器觀察幹燥的全過程,在40℃~100℃之間任意調節溫度)。據文獻報道,微波幹燥比烘箱幹燥速度快10~20倍。

  微波幹燥工藝的能源利用率較高,這是因為微波的熱量直接產生於濕物料內部,熱損失少,熱效率高(可達80%左右)。通常用微波幹燥250~300千克的丸藥,耗電僅83千瓦,能源利用率達70%。比較研究顯示,用電熱幹燥某物料耗電為100千瓦,而用微波幹燥同種等量的濕物料耗電僅為20千瓦。而且,微波設備幾乎無環境和噪音汙染,加工車間內無悶熱感和蒸氣彌漫,可大大改善工作環境。

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