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微波能的运用是多学科交叉的课题
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该专利产品采用微波加热的方式，物料在真空（压力）状态下能连续进出料，可对不同食品的低温油炸并脱油为一体的食品加工设备，也可对各种不同物类进行微波真空干燥、微波冷冻干燥、微波杀菌、微波强化萃取等的产品加工，实属国内、外首创。设备设计科学合理、安全可靠、制造简单、制造成本低，可实现全自动操作，维修方便，适用性广泛，经该设备加工的产品质量高，运行成本低，无污染，是目前较先进的加工设备。
一，概述
现有技术中，一般采用常压连续式和真空间歇式加工设备，热源一般采用电、煤、蒸汽，直接或间接的方式加热，劳动强度大，生产效率低，能耗高，运行成本高，质量差，设备投资大，适应性不广泛，因此不易推广运用。由于在解决微波泄漏在技术处理上是复杂的问题，又特别是在有压力（真空）的情况下连续进出料就更难了。
微波与无线电波、红外线、可见光，紫外线，X射线等同属于电磁波，微波通常是指频率在300MHz-300KMHz的电磁波，它的波长在1毫米到1米之间。 介质材料由极性分子和非极性分子组成，在电磁场作用下，这些极性分子由原来的随机分布状态转向依照电磁场的极性排列。而在高频电磁场作用下，这些排列取向按交变电磁场的频率不断变化，这一过程造成分子的运动和相互摩擦从而产生热量。此时交变电场的场能转化为介质内的热能，使介质温度不断升高，这就是对微波加热较通俗的解释。 微波加热是一种新型的加热方式。加热时，微波能直接作用于介质分子转换成热能，由于微波具有穿透性能使介质内外同时加热，不需要热传导，所以加热速度非常快，对含水量在30%以下的食品，干燥速度可缩短数百倍。同时不管物体任何形状，由于物体的介质内外同时加热，物料的内外温差小，加热均匀，不会产生常规加热中出现外焦内生的状况，使干燥质量大大提高
该专利技术采用了微波加热的方式，由于物料的吸收微波能量的转换率高达95%以上，而蒸汽加热为15%，红外线加热为50%，因此。能进一步节约能源，设备结构简单，工作效率高，运行成本低，操作、维修简便，制成品质量高。该专利设备可根据不同的物品加工目的，可略加改变设备的配置就可对食品、中药材、有机物化工等类产品进行微波真空干燥、微波冷冻干燥，微波杀菌，微波强化萃取等不同用途的加工。
二，微波/真空干燥技术特点
微波加热利用介电加热原理，具有以下独特优点，使其应用正得到迅速发展：
A，加热速度快、干燥时间短。
B，加热反应灵敏、易控制。
C，热能利用率高、节能、无环境公害、设备占地少。
微波系统与真空系统相结合的微波/真空干燥技术综合了微波和真空的优点，既降低了干燥温度，又加快了干燥速度，具有快速、高效、低温等特点，能较好的保留食品、药品等被加工物料原有的色香味，维生素等热敏性营养成份或活性成份的损失大为减少，得到较好的干燥品质。该持术特别适用于食品、药品、生物制品等热敏性物料的干燥，且设备成本、操作费用较低。
三，专利产品的特点
该专利产品可适用于不同物品的真空油炸脱油、真空干燥、杀菌、强化萃取等方面的加工用途，现将各特点分述于后：
（一）用于微波真空油炸脱油机强化萃取的主要性能及优点：
A，该专利产品的主要性能：
1，进、出料密封、脱油方式与国内、外现技术完全不同，进、出料密封装置采用了液体静压技术原理，达到零泄漏密封，物料经处理过的散料方式进行直接加工，其结构简单、成本低、维修操作方便，适用性广泛。
2，进、出料密封装置的独特机构，可解决连续进、出料在压力（真空）情况下微波泄漏的难题，设备结构简单，现有设备制造成本低，性能好，安全可靠。
3，采用了卧式高速离心机结构，速度可根据不同品种设置，能进一步降低产品含液率，设备噪音有明显降低。
4，物料的进、出量可调节，且方便简单。
5，产品经油炸后再经微波加热可达到膨化目的，也可根据产品品种不同在脱油后进行微波干燥膨化。
6，物料传输链隔网可翻转，减少了空间，能进一步节约能耗，物料能完全的脱落，无滞留物。
7，全机可实现全自动操作。
B，该专利产品的优点：
1，结构简单，制造成本低，易于维修。
2，产品含油率可进一步降低，由于增加了微波干燥膨化，可使产品更加疏脆，制成品色泽、风味均有明显提高。
3，由于采用了微波加热的方式，和液氮或液态Co2直接喷淋、回收机构相对比现有技术的设备节约能源70%以上，工作温度可靠。
4，加工产品适应性广，可适用于块状、颗粒状的果蔬类、肉类等食品类的不同加工目的。
（二）用于微波真空干燥、微波冷冻干燥、微波杀菌、微波强化萃取的优点：
1，微波真空干燥、微波冷冻干燥既降低了干燥温度，又加快了干燥速度、具有快速、高效、低温等特点，能较好地保留食品、药品等被加工物料原有的色香味、维生素等热敏性营养成分或活性成分的损失大为减少，得到较佳的干燥品质，特别适用于食品、生物制品等热敏性物料的干燥，且设备价格低，运行费用低，略高于一般热风干燥运行成本。该设备可对不同物品形状块、条、颗粒进行干燥加工，适应性广，可适用于：
● 蔬菜类：蘑菇、香菜、香葱、大蒜、胡萝卜等。
● 水果类：香蕉、草莓、荔枝、葡萄、龙眼等。
● 禽、肉类：鱼、虾仁、牛肉、猪肉等。
● 调味类：调料、香料等。
● 药材类：药丸、饮片、素片、低糖药颗粒状。
2，微波杀菌是微波加热技术功能的延伸，表现为微波与生物体及其组成的基本单元——细胞之间相互作用后，生物体的细胞生理活动变化和反应，与巴氏加热杀菌法比较，微波杀菌有以下显着特点：
A，微波杀菌是一种物理杀菌方法，它不需要添加化学防腐剂就能够杀灭细菌、霉菌和虫卵，以及病毒等有害人体的微生物，它在杀灭有害微生物过程中，不会对食品残留毒性或放射性物质的污染，安全无害。也不会改变食品的色香味和营养成分。
B，在同样杀菌温度下，所需杀菌时间短，不需要预热。如大肠杆菌杀灭时间约30S。在相同杀菌条件下，菌致死的温度比较低，且杀菌效果极为显着。
C，能同时对被杀菌物料表里实施整体杀菌，极大地缩短杀菌周期，并保证杀菌一致性。
D，由于物料各部位杀菌的同时性，杀菌时间短，能避免因长时间的加热影响食品品质，特别是对不宜在较高温度或较长加热时间情况下进行杀菌的食品。例如：易挥发香辛成分的姜粉、含水分较多的鲜嫩海蛰等。对于既要保持色泽、香味和口感不变等质量要求又需杀菌的物料，使用微波杀菌可取得较佳效果。
E，微波杀菌可分为包装后杀菌和包装前杀菌。包装容器不能用金属质地的，需用介质材料，一般用塑料软包装或玻璃，工程塑料质地容器为宜。为防止在微波杀菌过程中涨袋，该专利产品可在工作仓内施加压力采用反压杀菌工艺，可防止涨袋损失。
该设备可对已包装、未包装的不同物品进行灭菌加工处理可用于：
● 粮食制品类：面包、月饼、面条、豆腐、豆腐干等。
● 蔬菜类：泡菜、竹笋、香菇类等。
● 水果类：荔枝、龙眼等。
● 奶制品、鱼、禽肉类、方便面汤料、火锅调料及各种液体等均可杀菌加工。
微波是频率在300兆赫到300千兆赫的电磁波。被加热介质物料中的水分子是极性分子，它在快迅变化的高频电磁场作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化，造成分子的运动和相互摩擦效应。此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化和膨化一系列物化过程而达到微波加热干燥的目的。
微波加热特点：
1、加热速度快。微波加热与传统加热方式完全不同。它是使被加热物料本身成为发热体，不需要热传导的过程。因此，尽管是热传导性较差的物料，也可在极短的时间内达到加热温度。
2、节能高效。由于含有水分的物质容易吸收微波而发热，因此除少量的传输损耗外，几乎无其它损耗，故热效率高、节能。
3、加热均匀。无论物体各部位形状如何，微波加热均可使物体表里同时均匀渗透电磁波而产生热能。所以加热均匀性好，不会出现外焦内生现象。
4、防霉、杀菌、保鲜。微波加热具有热力和生物效应，能在较低温度下灭菌和防霉。由于加热速度快、时间短，能较大限度地保存物料的活性和食品中的维生素、原有的色泽和营养成份。
5、工艺先进、易控制。微波加热只需有水、电的基本条件，只要控制微波功率即可实现立即加热或终止，应用微波机可进行加热过程和加热工艺规范的自动化控制。
6、占地面积少，安全无害。由于微波能是控制在金属制成的加热室内和波导管中工作，所以微波泄漏极少，没有放射线危害及有害气体排放，不产生余热和粉尘污染；既不污染食物，也不污染环境。
从经济效益来分析，微波干燥也常较传统方法为优，如与远红外干燥相比，通常节能1/3以上。在实际工作中，微波干燥主要用在低水分物料的干燥（含水率30%以下）中。此时，传统的干燥方法（热风、电烘炉）干燥速率低、耗能大，而隧道式微波干燥设备从进料到出料中需3-5分钟时间即可完成干燥。传统方法配套设备多，占地面积大，用人多，常有污染，消防等问题。许多企业采用微波干燥、灭菌新技术，已经产生了良好的社会经济效益，更多的企业亦将采用微波设备，这一良好的趋势必将促进我国食品、制药、化工等行业的发展。
3，微波强化萃取
萃取，也称为浸提或浸出，是食品制药及化工生产中广泛采用的一种单元操作，广泛用于中草药、香料、保健食品、功能食品、天然色素、茶饮料、果胶、高粘度壳聚糖等。
由于很多有效的组分都在植物细胞内部，因此在植物的浸提过程中，其传质速率是很慢的，一般需要5～6小时，甚至更长的时间。微波萃取是一种非常具有发展潜力的新萃取技术，是在传统萃取工艺的基础上强化传热、传质；通过微波强化，在真空状态下，其萃取速度、萃取效率及萃取质量均比常规工艺先进得多。
与传统热萃取相比，微波萃取具有以下技术特点：
A，质量高，可有效地保护食品、药品以及其它物料中的有效成分；
B，反应或萃取快，省时，可节省50%-90%的时间；
C，溶剂用量小（可较常规方法减少50%-90%）；
D，对萃取物料具有广泛的选择性；
E，产量大，能耗低，无污染，设备投资小，操作简单，安全可靠。
该设备可广泛用于香料、调味品、天然色素、中草药、化妆品等产品运用，经过萃取后余料经离心机脱水后再干燥，设备投资小、效益高。
四，专利产品市场分析及预测
该专利产品的核心技术设计方面有独特之处，采用了简单的连续进、出料的密封装置，可在工作仓内施加压力（真空）和加热方式以热转换高的微波加热，以及液氮或液态CO2直接喷淋、回收方式，因此在产品的加工品种方面适应性广泛。
微波的应用涉及工农业中众多领域，在下列三方面：
1，对物料的物理性质加热升温作用，使物料干燥脱水、其中包括物料回温解冻。
2，对生物体的生物性质相互作用，例如杀灭细菌、真菌、杀虫和虫卵，强化或激活酶活性，以及医疗或医学手术等方面。
3，对物料的化学催化性质的作用，使之加速化学反应过程，缩短化学反应时间，消解，萃取，以及包括利用等离子体化学气相沉积金刚石等新材料设备，微波等离子体加工等。
微波干燥杀菌主要适合于高含水量产品的干燥。由于水的汽化热很高，因此需要相当大的能量才能有效干燥，所以，只在常规干燥不太有效区段利用，微波能才比较经济合理。在含水量大的物料中，尽可能先用机械方法（如吸水、挤压或离心手段）去除水分，然后使用常规热风干燥炉，用热风吹过物料表面来提供所需的汽化热。微波干燥杀菌技术的效率，随着干燥的进行而下降。主要是因为表面蒸发速率越过物料内部水分向表面的迁移速率。于是出现外干内潮的现象。加之一般干燥物料导热低，因而干燥过程变得十分缓慢。结果使得干燥炉有效长度增加、占地增大，而且由于干燥炉体热损失引起能量的浪费。
现微波加热技术已扩展到制造工业生产用的工业微波加热设备，以满足诸如食品加工行业的食品烹调与加工，杀菌保鲜需要；还有橡胶硫化、再生胶脱硫；纺织品染色固色；化纤产品定型、干燥脱水；皮草、纸张（包括卫生巾）及化妆品的干燥、杀菌；胶卷等涂层的干燥脱水；烟叶焙烤；中成药材或制品的干燥杀菌；砂型坯模固化干燥、石墨材料、陶瓷的加热等行业需要。
微波能的运用是多学科交叉的课题，涉及于无线电学、机械学、各类工艺学、控制工程等多门学科，是一个多学科充分对话，渗透、寻找多学科规律的会合点的全过程，只有加强多方合作才能推动该技术的较大作用。因此市场前景广泛，有很多发展空间。一、多层连续式真空微波干燥设备特点：
1、高效，常规的真空干燥设备都采用蒸汽进行加热，需要从里到外进行加热，加热速度慢需要耗费大量的煤，而微波真空干燥设备采用的是电磁波加热，无需传热媒1、设备干燥速度快，温度匀称，每批干燥时刻通常在20-30分钟。??2、高效沸腾干燥机流化床为园形构造防止了死角。??3、床内设置拌和，防止了湿润物料的团棸及干燥过程中构成沟流。??4、高效沸腾干燥机采纳翻倾缷料，方便敏捷完全，也可按需求进行主动进出料设计制造。??5、密封负压操作，气流通过过滤。操闪蒸干燥机提供了一种从饲料产品中去除表面或未结合水分的有效方法。闪蒸干燥背后的技术在实际干燥机中的停留时间很短。因此，未结合的水分从饲料中“闪蒸”出来。闪蒸干燥器，气动干燥器，环形干燥器以及闪蒸管或旋风干燥器使用加热的载气（通常是空气）将物料气动地通过闪蒸干燥器（闪蒸管）输送到主气体分离装置（常见的GFG高效沸腾干燥机与FG沸腾干燥机的对比：1、 采用按钮式控制面板也可设计PLC控制；2、 流化床为圆形结构,避免了死角。3、 设备处理范围广，能够适应不同的物料，干燥效果显著；4、 比传统GFG型沸腾干燥机有更宽的流化范围；5、 能处理一些过湿、发粘或粒度范围分布较广的颗粒。6、 床内设置搅拌装 工业烘箱是用于各种工业应用的加热室，包括干燥，固化或烘烤组件，零件或终产品；工业烘箱可用于大批量或小批量应用，批量生产或连续输送线，以及各种温度范围，尺寸和配置，其中一款比较特殊的烘箱为机械对流烘箱。 机械对流烘箱提供稳定和均匀的
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