+48 32 746 91 00
Adamieckiego 8 str.41-503 Chorzów, Poland
  • English
  • Polski

Technologie mikrofalowe

Co to są technologie ogrzewania mikrofalowego?

Wykorzystanie technologii ogrzewania mikrofalowego w przemyśle staje się coraz bardziej powszechne. Systemy mikrofalowe to nie tylko rozmrażanie, ale także gotowanie, suszenie i pasteryzacja. Nieograniczone możliwości zastosowań przekładają się na optymalizację produkcji, wydajność i efektywność procesów – począwszy od przemysłu chemicznego, poprzez spożywczy i farmakologiczny, aż po przemysł wydobywczy i hutniczy. Lista zastosowań wciąż rośnie.

Ogrzewanie mikrofalowe przynosi większe korzyści ekonomiczne w porównaniu do konwencjonalnej obróbki termicznej. Jedną z najważniejszych zalet ogrzewania mikrofalowego jest jego szybkość – skraca procesy trwające dni lub godziny (przy użyciu metod konwencjonalnych) – do minut i sekund! Przykładem może być produkcja aspiryny przez przemysł farmaceutyczny – zastosowanie suszarek mikrofalowych pozwoliło skrócić proces ogrzewania z ponad 2 godzin do 1 minuty! Zastosowanie systemów mikrofalowych to także wysoka oszczędność energii, zwiększona wydajność oraz lepsza jakość finalnego produktu.

Co to są mikrofale?

Mikrofale są falami elektromagnetycznymi o paśmie częstotliwości od 300 MHz do 300 GHz oraz długości fali od 1 mm do 1 m. Ogrzewanie tymi falami opiera się na przemianie energii zmiennego pola elektromagnetycznego na ciepło przez tzw. efekt mikrofalowego ogrzewania dielektrycznego. Promieniowanie w zakresie mikrofalowym powoduje jednorodne wyrównanie się cząsteczek dipolowych (takich jak woda) oraz jonów w powstałym polu elektrycznym. Ponieważ pole to jest zmienne, zarówno dipole jak i jony próbują ułożyć się zgodnie z nim, oscylując i ocierając się o siebie nawzajem i o inne cząsteczki, w efekcie zamieniając dostarczaną w wyniku tarcia energię na ciepło..

Większość konwencjonalnych metod ogrzewania i suszenia dostarcza ciepło od powierzchni. To sprawia, że wilgoć usuwana jest z powierzchni w bardzo szybkim tempie, jednakże usuwanie cieczy w głębi produktu jest bardzo nieefektywne. Jeżeli temperatura zewnętrzna zostanie utrzymana na wystarczająco wysokim poziomie (jak w piekarniku), wilgoć wewnętrzna surowca dyfunduje do jego powierzchni i wyparowuje. Jest to jednak proces pasywny i długotrwały. Ogrzewanie energią mikrofalową jest ogrzewaniem całościowym, gdzie pole elektromagnetyczne oddziałuje na materiał jako całość. Ogrzewanie następuje niemal jednocześnie (tzw. ogrzewanie wolumetryczne).

System składa się z następujących elementów/układ tunelowy:

    1. Konstrukcja wykonana ze stali nierdzewnej, skonstruowana tak, aby zapewnić najwyższy poziom higieny.
    2. Tunele wprowadzające i wyprowadzające produkt
    3. Ekran dotykowy PanelView Plus 7 – 12” do sterowania całym systemem
    4. Podest – konstrukcja, pozwalająca na efektywne wykorzystanie powierzchni, stawiana nad maszyną. Generator umieszczany jest na podeście, aby ułatwić dostęp i obsługę urządzenia.
    5. Modularny przenośnik taśmowy o szerokości 600 mm, zapewniający ciągły transport produktu przez całe urządzenie. Wyposażony jest w system monitorowania ruchu taśmy wraz ze śledzeniem produktu w komorze, zapewniający dostosowanie mocy mikrofalowej do stopnia wypełnienia komory roboczej maszyny. Dodatkowo system monitoruje integralność taśmy.

  1. Generator –układ energoelektroniczny zamknięty w szafie elektrycznej, wyposażony w magnetron (element odpowiedzialny za wytwarzanie energii mikrofalowej), elementy układu sterowania oraz elementy falowodów i osprzętu mikrofalowego. Jest „silnikiem” całej maszyny:
    • moc 75 KW, praca ciągła z częstotliwością 915 MHz;
    • 106KVA 12-pulsowy WN transformator z pełnym mostkiem prostowniczym;
    • skrzynka sterująca, w której rozmieszczono całe oprzyrządowanie sterujące i obwody sterowania;
    • analogowa informacja o wielkości prądu żarzenia i prądu cewki w widocznym miejscu na zewnątrz szafy generatora;
    • obudowa ze stali nierdzewnej;
    • wewnętrzne oświetlenie typu LED zarówno szafy głównej, jak i sterowniczej;
    • pompa chłodząca ze stali nierdzewnej, z aluminiowym blokiem dystrybucji czynnika chłodzącego;
    • 4 Amp 30kV blok prostownika z poprawionym systemem powietrznego chłodzenia bloku;
    • kompletny system blokad monitorowany z poziomu centralnego sterowania;
    • podwójny system rozłączników/ wyłączników dla zapewnienia najwyższego poziomu bezpieczeństwa.
  2. Układ anten z systemem monitorowania poprawności działania tak, aby zapewnić najlepsze rozprowadzenie mikrofal wewnątrz komory.
  3. System sterowania – umożliwia zapisywanie receptur wraz z opisami i parametrami procesu.
  4. Komora robocza – tu następuje proces podgrzewania mikrofalowego. W zależności od procesu może to być rozmrażanie, suszenie, gotowanie czy pasteryzowanie. Produkt jest wprowadzany i wyprowadzany przez odpowiednio skonstruowane, zapewniające bezpieczeństwo użytkowania tunele. Mikrofale są doprowadzane za pomocą anten, zapewniających równomierny rozkład pola mikrofalowego, tak aby uzyskać jak najlepszą równomierność podgrzewania. Dodatkowo, komora wyposażona jest w drzwi, zapewniające łatwy dostęp po zakończonej pracy i czyszczenie urządzenia. Wyposażona jest w kodowane elementy bezpieczeństwa aktywnego oraz system monitorowania i sterowania elementami ryglującymi z poziomu układu sterowania.
  5. Falowód – pasywny element maszyny, odpowiedzialny za transport energii mikrofalowej z generatora do komory roboczej maszyny. Dzięki niemu generator może znajdować się w innym miejscu niż cała maszyna, tak aby umożliwić łatwiejsze zagospodarowanie przestrzeni.


Jak zbudowany jest system ogrzewania mikrofalowego?

Systemy mikrofalowego ogrzewania składają się z kilku elementów. „Silnikiem” całej maszyny jest generator, wewnątrz którego znajduje się oscylator mikrofalowy zwany magnetronem – odpowiada za moc urządzenia. Mikrofalowe generatory mogą być używane jako pojedyncze źródło zasilania mikrofalami, które dostarcza zazwyczaj od 5 – 100 kW energii podczas pracy ciągłej. W przypadku procesów wymagających wyższej mocy energetycznej, mogą być także użyte w połączeniu z innymi generatorami. Systemy ogrzewania mikrofalowego zawierają także komorę ogrzewania, falowód, którym mikrofale transportowane są z generatora do komory oraz panel sterowania.

W praktyce przemysłowej najczęściej stosuje się systemy mikrofalowe operujące z częstotliwością 915 MHz (większość systemów przemysłowych) oraz 2450 MHz (domowe systemy mikrofalowe). Mniejsza częstotliwość pozwala na wydajniejszą penetrację mikrofal przez materiał, co przekłada się na niższe koszty eksploatacyjne tych systemów.