微波干燥技术及安全防护措施

2023-10-11 理论教育版权反馈

【摘要】：微波管由直流电源提供高压并转换成微波能量，微波能量通过连接波导传输到微波炉对被干燥物料进行干燥。图2-3-1为微波干燥设备组成方框图。表2-3-1有关国家的微波安全标准续表2-3-13.使用微波干燥器的防护措施在设计微波干燥器时，结构上要尽量防止磁场泄漏，以达到安全防护的要求。

微波是一种频率极高的电磁波。其频率为300MHz～300GHz，也称为超高频电磁波，其波长很短，作为工业应用的微波，其频率通常为915MHz～2450MHz。对于不同的物料，微波的反射率、透过率和吸收率相差很大。

（一）微波加热特点

1.微波加热的瞬时性

根据辐射能转换为热能的原理，微波被物料吸收后，可在瞬间转变成热能（热量），因此，它的传热效率是很快的。

2.微波加热的整体性

红外线的波长为微米级，而微波的波长可达米的数量级，因此两者对物质的穿透深度就不同。红外线的穿透深度仅局限于物体表面层，而微波穿透的深度就要大得多，可达几厘米左右。因此，微波加热表现为物料深层与表面同时进行，内外温度均匀，温度梯度小。

3.微波加热的选择性

金属对微波的反射率很大，微波遇到金属大部分被反射回去；非金属材料（俗称的非金属的普通物质）对微波的透过率与吸收率之和很大，如聚四氯乙烯、玻璃和陶瓷等物质只能少量吸收微波，大部分被透过；而水和湿物料对微波的吸收率很大，能强烈吸收微波。

4.微波加热的高效性

微波干燥器的壳体金属材料属微波反射型材料，它只能反射而不能吸收微波（严格说只能少量吸收微波）。所以，微波加热设备的热损失仅占总能耗的极少部分。再加上微波加热是内部加热，它不需要高温介质来传热，因此绝大部分能量被物料吸收并转化为升温、排水所需要的热量，形成了微波能量利用高效性的特性。

（二）微波干燥设备

微波干燥设备主要由直流电源、微波管、传输线或波导、微波炉及冷却系统等几个部分所组成。

微波管由直流电源提供高压并转换成微波能量，微波能量通过连接波导传输到微波炉对被干燥物料进行干燥。冷却系统用于对微波管的腔体及阴极部分进行冷却，冷却方式可为风冷或水冷。图2-3-1为微波干燥设备组成方框图。

图2-3-1　微波干燥设备组成方框图

微波干燥器有箱型、腔型、波导型、辐射型等几种，微波能主要由微波发生器产生，产生微波能的器件主要是磁控管及调速管。

（三）微波对人体的伤害及防护

1.微波对人体的伤害情况(www.chuimin.cn)

微波热的穿透深度较深，它不仅可以使人体皮肤表面发热，而且还可以使皮下深部组织加热，如脂肪层甚至皮下较深处的肌肉层的温度升高。由于皮下深部组织散热较慢，所以容易造成深部组织被微波烧伤。对于血管分布较少，散热较慢的组织，如眼睛的晶状体，它比眼睛的表面部分组织（角膜等）伤害更大，水肿几天至几周内不会消失，而且可以几天之后出现晶状体的浑浊，严重的则形成白内障。高强度的微波即使短时间的暴露就可以使眼睛的视力完全丧失。

某些长期处于较高强度微波环境下的人，还会出现疲劳、头痛、瞌睡、记忆力差、食欲减退、眼内疼痛、手抖、四肢发热、心脏扩大、脑电图变化、血清蛋白增多、脱发等症状，不过，若造成的伤害不严重，休养一定时间后即可恢复。

2.使用微波干燥器的安全标准

各国对微波安全剂量的标准并不一致，现将有关国家的微波安全标准列于表2-3-1。

表2-3-1　有关国家的微波安全标准

续表2-3-1

3.使用微波干燥器的防护措施

在设计微波干燥器时，结构上要尽量防止磁场泄漏，以达到安全防护的要求。

（1）加热设备要合理设计；

（2）屏蔽辐射和遥控；

（3）注意与微波加热设备隔离；

（4）尽量减少泄漏；

（5）采用防护用具，如穿涂银尼龙线纺织的尼龙布衣服等；