干燥機(jī) 壓縮空氣中水蒸氣的量是由壓縮空氣的溫度決定的：在保持壓縮空氣壓力基本不變的情況下，降低壓縮空氣的溫度可減少壓縮空氣中的水蒸氣含量，而多余的水蒸氣會(huì)凝結(jié)成液體。冷凍干燥機(jī)就是利用這一原理采用制冷技術(shù)干燥壓縮空氣的。因此冷干機(jī)具有制冷系統(tǒng)。冷凍干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)屬于壓縮式制冷，由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥等四個(gè)基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng)，發(fā)生狀態(tài)變化并與壓縮空氣和冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱量交換。壓縮空氣干燥機(jī)還有吸附式干燥機(jī)和溶解式干燥機(jī)。 冷凍干燥機(jī)原理剖析圖 制冷壓縮機(jī)將蒸發(fā)器內(nèi)的低壓（低溫）制冷劑吸入壓縮機(jī)汽缸內(nèi)，制冷劑蒸汽經(jīng)過壓縮，壓力、溫度同時(shí)升高；高壓高溫的制冷劑蒸汽被壓至冷凝器，在冷凝器內(nèi)，溫度較高的制冷劑蒸汽與溫度比較低的冷卻水或空氣進(jìn)行熱交換，制冷劑的熱量被水或空氣帶走而冷凝下來，制冷劑蒸汽變成了液體。這部分液體再被輸送至膨脹閥，經(jīng)過膨脹閥節(jié)流成了低溫低壓的液體并進(jìn)入蒸發(fā)器；在蒸發(fā)器內(nèi)低溫、低壓的制冷劑液體吸收壓縮空氣的熱量而汽化（俗稱“蒸發(fā)”），而壓縮空氣得到冷卻后凝結(jié)出大量的液體水；蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽又被壓縮機(jī)吸走，這樣制冷劑便在系統(tǒng)中經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)這樣四個(gè)過程，從而完成了一個(gè)循環(huán)。 在冷凍干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備,制冷劑在其中吸收壓縮空氣的熱量，實(shí)現(xiàn)脫水干燥的目的。壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)輸入功率轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)（如水或空氣）帶走。膨脹閥/節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時(shí)控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量，并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。 發(fā)展和分類 近代干燥機(jī)[1]開始使用的是間歇操作的固定床式干燥機(jī)。19世紀(jì)中葉，洞道式干燥機(jī)的使用，標(biāo)志著干燥機(jī)由間歇操作向連續(xù)操作方向的發(fā)展?；剞D(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)則較好地實(shí)現(xiàn)了顆粒物料的攪動(dòng)，干燥能力和強(qiáng)度得以提高。一些行業(yè)則分別發(fā)展了適應(yīng)本行業(yè)要求的連續(xù)操作干燥機(jī)，如紡織、造紙行業(yè)的滾筒干燥機(jī)。 20世紀(jì)初期，乳品生產(chǎn)開始應(yīng)用噴霧干燥機(jī)，為大規(guī)模干燥液態(tài)物料提供了有力的工具。40年代開始，隨著流化技術(shù)的發(fā)展，高強(qiáng)度、高生產(chǎn)率的沸騰床和氣流式干燥機(jī)相繼出現(xiàn)。而冷凍升華、輻射和介電式干燥機(jī)則為滿足特殊要求提供了新的手段。60年代開始發(fā)展了遠(yuǎn)紅外和微波干燥機(jī)。 用于進(jìn)行干燥操作的機(jī)械設(shè)備類型很多，根據(jù)操作壓力可分為常壓和減壓（減壓干燥機(jī)也稱真空干燥機(jī)）。根據(jù)操作方法可分為間歇式和連續(xù)式。根據(jù)干燥介質(zhì)可分為空氣、煙道氣或其他干燥介質(zhì)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)（物料移動(dòng)和干燥介質(zhì)流動(dòng)）方式可分為并流，逆流和錯(cuò)流。 按操作壓力，干燥機(jī)分為常壓干燥機(jī)和真空干燥機(jī)兩類，在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速干燥過程，且可降低濕分沸點(diǎn)和物料干燥溫度，蒸汽不易外泄，所以，真空干燥機(jī)適用于干燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場(chǎng)合。 優(yōu)勢(shì)： 1、設(shè)計(jì)精良的吸附塔體 2、高性能的活性氧化鋁吸附劑 3、效果良好的消音器 4、*功率大和耐用兩大特點(diǎn)的進(jìn)口氣動(dòng)控器 5、可精確調(diào)節(jié)流量的再生氣調(diào)節(jié)閥 按加熱方式，干燥機(jī)分為對(duì)流式、傳導(dǎo)式、輻射式、介電式等類型。對(duì)流式干燥機(jī)又稱直接干燥機(jī)，是利用熱的干燥介質(zhì)與濕物料直接接觸，以對(duì)流方式傳遞熱量，并將生成的蒸汽帶走；傳導(dǎo)式干燥機(jī)又稱間接式干燥機(jī)，它利用傳導(dǎo)方式由熱源通過金屬間壁向濕物料傳遞熱量，生成的濕分蒸汽可用減壓抽吸、通入少量吹掃氣或在單獨(dú)設(shè)置的低溫冷凝器表面冷凝等方法移去。這類干燥機(jī)不使用干燥介質(zhì)，熱效率較高，產(chǎn)品不受污染，但干燥能力受金屬壁傳熱面積的限制，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，常在真空下操作；輻射式干燥機(jī)是利用各種輻射器發(fā)射出一定波長(zhǎng)范圍的電磁波，被濕物料表面有選擇地吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃窟M(jìn)行干燥；介電式干燥機(jī)是利用高頻電場(chǎng)作用，使?jié)裎锪蟽?nèi)部發(fā)生熱效應(yīng)進(jìn)行干燥。 優(yōu)勢(shì)：1、采用高性能蒸發(fā)器，超大換熱面積，傳熱溫差小，蒸發(fā)器出口空氣溫度更穩(wěn)定 2、采用高效氣水分離結(jié)構(gòu)，油水分離效率高； 按濕物料的運(yùn)動(dòng)方式，干燥機(jī)可分為固定床式、攪動(dòng)式、噴霧式和組合式；按結(jié)構(gòu)，干燥機(jī)可分為廂式干燥機(jī)、輸送機(jī)式干燥機(jī)、滾筒式干燥機(jī)、立式干燥機(jī)、機(jī)械攪拌式干燥機(jī)、回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)、流化床式干燥機(jī)、氣流式干燥機(jī)、振動(dòng)式干燥機(jī)、噴霧式干燥機(jī)以及組合式干燥機(jī)等多種。 干燥設(shè)備常識(shí)：常見的預(yù)烘干機(jī)在我國(guó)有常見的噴霧干燥器，空氣干燥機(jī)，流化床干燥機(jī)，閃蒸干燥機(jī)，流化床干燥機(jī)，如噴霧造粒。閃蒸干燥機(jī)噴霧干燥噴霧干燥是干燥設(shè)備中的一個(gè)的設(shè)備。傳統(tǒng)方法的三種霧化：旋轉(zhuǎn)霧化，壓力霧化及氣流霧化。旋轉(zhuǎn)霧化特性噴霧干燥能力的一個(gè)大（噴霧量可達(dá)二百噸/小時(shí)），將負(fù)責(zé)將容易控制，操作的靈活性，以及更廣泛應(yīng)用。壓力霧化噴霧干燥的特點(diǎn)是粗顆?？梢詣?chuàng)造，以便日后進(jìn)行維修。由于噴嘴孔很小，很容易堵塞，必須嚴(yán)格過濾液體。噴嘴孔易磨損，耐磨損材料的使用。還有一個(gè)噴嘴壓力的新結(jié)構(gòu)，稱為壓力-流噴嘴。它的特點(diǎn)是噴嘴壓力，周圍環(huán)境的氣隙噴嘴。霧化分為兩個(gè)階段：*形成液膜壓力噴嘴，電影是第二空氣霧化，從而使更多的小水滴。的優(yōu)勢(shì)，這種類型的噴嘴：（1）調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力，可以調(diào)節(jié)液滴直徑，操作簡(jiǎn)單;（2）生產(chǎn)，高粘度的液體，它可以霧化液滴罰款;3如果您禁用壓縮空氣，原來的壓力式噴嘴都可以使用。霧化氣流的實(shí)驗(yàn)室和在中東的主要植物，它的電力消耗。頭兩個(gè)不能霧化噴嘴的液體，使用空中可霧化噴嘴。高粘度粘貼，粘貼和濾餅材料，可用于三流體噴嘴霧化。較干燥的空氣流動(dòng)干燥技術(shù)成熟，如果操作的數(shù)據(jù)可以直接設(shè)計(jì)。 目前，有大量的干燥設(shè)備制造商能夠提供這種類型的設(shè)備。 流化床干燥機(jī)流化床干燥機(jī)噴霧干燥機(jī)。飼喂設(shè)置分為部分流化床干燥機(jī)攪拌器和傳熱流化床干燥機(jī)。當(dāng)團(tuán)結(jié)是易于使用的流化床干燥，或聚集的粉末材料的飼料更多的水將流入上述困難的現(xiàn)象，這個(gè)時(shí)候成立的飼料攪拌機(jī)上述情況，消除集束問題，以實(shí)現(xiàn)正常流動(dòng)。后者是熱傳導(dǎo)和對(duì)流換熱的組合，使用時(shí)的正常流動(dòng)的熱空氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的國(guó)家，以滿足所需的熱干燥使用設(shè)置的換熱器，供給部分或大部分熱量，哪些類型的操作可以大大節(jié)省能源。采取多種形式的換熱器。流化床干燥還經(jīng)常用于組合干燥中等教育和高等教育。實(shí)行普通振動(dòng)流化床說，振動(dòng)流化床。有一個(gè)流動(dòng)的振動(dòng)的振動(dòng)源可分為兩類：一為振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其他為普通電機(jī)通過激振箱產(chǎn)生振動(dòng)，使彈簧。振動(dòng)時(shí)，床的大小，后者更好。流化床噴霧造粒干燥機(jī)的過程中，流態(tài)化技術(shù)，霧化技術(shù)和干燥的有機(jī)結(jié)合三個(gè)。它是將霧化噴淋液體進(jìn)入流化床的種子，所以種子繼續(xù)增長(zhǎng)和干燥，以達(dá)到所需的規(guī)模，時(shí)間以外的彈射器。該器件小型和大型的生產(chǎn)能力，可創(chuàng)造大顆粒。該設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用已日益增加。 常州市是中國(guó)干燥設(shè)備之鄉(xiāng)，也是現(xiàn)在的全國(guó)zui大的干燥設(shè)備產(chǎn)業(yè)集聚地，干燥設(shè)備企業(yè)數(shù)量全國(guó)*，并且產(chǎn)品也占據(jù)了全國(guó)40%的市場(chǎng)，干燥產(chǎn)品遠(yuǎn)銷美國(guó)、日本、法國(guó)、南非等30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。2010年干燥行業(yè)制定18項(xiàng)“國(guó)標(biāo)”，常州市干燥企業(yè)全程參與。 糧食行業(yè)中的發(fā)展 稻谷是我國(guó)城鄉(xiāng)居民zui重要的口糧作物。正常年景，我國(guó)年產(chǎn)稻谷2億噸左右，豐富的稻谷資源為我國(guó)稻谷加工業(yè)的發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。 2010年，全國(guó)入統(tǒng)企業(yè)規(guī)模以上大米加工企業(yè)5666個(gè)，年生產(chǎn)能力9463萬噸，其中：日加工干燥能力100噸以下的企業(yè)為4741個(gè)，100～200噸的企業(yè)為754個(gè)，200～400噸的企業(yè)為132個(gè)，400～1000噸的企業(yè)為38個(gè)，1000噸以上的企業(yè)為10個(gè)。 20世紀(jì)50年代，清理篩、去石機(jī)、“59型”谷糙分離溜篩等機(jī)械的出現(xiàn)；20世紀(jì)60至70年代，日產(chǎn)30噸和50噸成套組合碾米設(shè)備、平轉(zhuǎn)谷糙篩、重力谷糙分離機(jī)、噴風(fēng)米機(jī)、大米拋光機(jī)、大米色選機(jī)、谷糙分離設(shè)備、白米整理設(shè)備等設(shè)備的誕生；20世紀(jì)90年代，大米精加工及米質(zhì)干燥調(diào)理技術(shù)、糙米流通關(guān)鍵技術(shù)裝備研究及綜合示范工程、優(yōu)質(zhì)稻產(chǎn)后精加工及保鮮技術(shù)裝備研究開發(fā)、稻米深加工技術(shù)研究與開發(fā)等技術(shù)研究的完成。 中國(guó)糧食行業(yè)協(xié)會(huì)大米分會(huì)的工作人員表示，這些設(shè)備技術(shù)的誕生，都可以顯示出我國(guó)對(duì)于稻谷加工技術(shù)研究的重視。 20世紀(jì)90年代中后期，我國(guó)稻谷的加工裝備制造業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期。 2011年3月，我國(guó)*臺(tái)農(nóng)民發(fā)明凈谷干燥機(jī)在湖南誕生! 隨著民營(yíng)資本進(jìn)入稻谷加工機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域，原國(guó)有糧機(jī)廠開始逐步轉(zhuǎn)讓給民營(yíng)資本。這些糧機(jī)廠自主開發(fā)了多種新型裝備，在大中型稻谷加工廠普遍推廣應(yīng)用的主要裝備有立式碾米機(jī)、低溫升碾米機(jī)、大米拋光機(jī)、大米滾筒精選機(jī)、大米色選機(jī)、重力谷糙分離機(jī)、糙米精選機(jī)、大米保鮮包裝機(jī)、米糠膨化機(jī)、低破碎提升機(jī)、配米裝置等。 然而，面對(duì)技術(shù)開發(fā)能力超前的跨國(guó)企業(yè)，我國(guó)土生土長(zhǎng)的稻谷加工機(jī)械企業(yè)，資金薄弱，研發(fā)能力差等，已經(jīng)成為束縛企業(yè)發(fā)展的重要因素。 有專家表示，隨著我國(guó)居民膳食結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步改善，我國(guó)的稻谷加工業(yè)必將進(jìn)一步加大技術(shù)升級(jí)的力度。 “今后要著重發(fā)展優(yōu)質(zhì)稻谷精加工，重視加工過程的精碾、調(diào)質(zhì)、成品整理等技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，大力開發(fā)米糠等副產(chǎn)品制油等多種用途，向高出米率、精米、特種米、碎米深加工、大米添加劑及稻殼、米糠綜合利用5類系列產(chǎn)品方向發(fā)展扶持合理規(guī)模企業(yè)發(fā)展。” 2發(fā)展前景微波技術(shù)是在第二次世界大戰(zhàn)期間為了研制雷達(dá)而成熟起來的。當(dāng)大戰(zhàn)將結(jié)束時(shí)，美國(guó)調(diào)整雷達(dá)的工程師發(fā)現(xiàn)自己口袋里的巧克力經(jīng)常熔化了！立刻明白，這是電磁波對(duì)物質(zhì)的作用所引起的，是和大功率電纜中絕緣介質(zhì)損耗發(fā)熱是一回事。好奇心驅(qū)使他們用微波裝置作爆米花取得成功。這就是微波功率應(yīng)用設(shè)備的雛形。早在三十年代在調(diào)試大功率無線電發(fā)射機(jī)時(shí)，常常發(fā)現(xiàn)蒼蠅或昆蟲干癟的死在空心螺線管中，這些 偶然發(fā)現(xiàn)，明白的向人們啟示了微波和無線電波均可造成加熱、干燥現(xiàn)象。其實(shí)，微波和無線電波均是電磁波，只是微波的頻率在300兆赫以上，而無線電波的頻率在300兆赫以下。當(dāng)然，發(fā)展無線電技術(shù)早期的工作技術(shù)重點(diǎn)，是采用各種頻率的電磁波運(yùn)載信息或獲取信息，以構(gòu)造現(xiàn)代絢麗多彩的生活。初創(chuàng)階段不可能把昂貴的無線電和雷達(dá)設(shè)備用于加熱干燥。采用無線電波加熱作為工業(yè)應(yīng)用，早于微波加熱，稱為射頻加熱。隨著微波技術(shù)的發(fā)展，所產(chǎn)生的微波功率不斷提高，成本降低，就有可能將微波電磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)分子的能量，作為科研、生產(chǎn)和醫(yī)療的手段。這種透入物質(zhì)內(nèi)部，即時(shí)轉(zhuǎn)化為分子熱能的方法，改變了傳統(tǒng)加熱由表及里的概念，創(chuàng)造了快速升溫的新技術(shù)。 　　 　　1.[1]原理和微波功率應(yīng)用設(shè)備微波電磁波具有兩種傳送狀態(tài)。*種，是由天線定向向空間傳播，和光線一樣，是直線傳播。第二種，是由人為設(shè)置的導(dǎo)行傳輸狀態(tài)，也就是制約電磁波在空心管道中傳送，這種空心管道稱為波導(dǎo)管，一般是矩形或圓形，由銅或鋁等良導(dǎo)體制成。波導(dǎo)管采用的截面尺寸和所用微波的頻率有關(guān)。在空心波導(dǎo)管中傳播的微波電磁波，是將能量封閉起來傳送?？梢赃h(yuǎn)距離傳送，能量損失極小。若在波導(dǎo)管中充以非金屬物質(zhì)，造成傳輸功率的損耗，傳送的距離就有限。是由于產(chǎn)生了電磁場(chǎng)和物質(zhì)的相互作用，已將電磁波的部份能量轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)分子的能量，其轉(zhuǎn)換比例是和電磁波的頻率與該物質(zhì)的損耗因子有關(guān)。從原理上說，可以把引入波導(dǎo)管中封閉傳送的電磁波能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)分子的能量。溫度的升高是物質(zhì)分子增加能量的主要標(biāo)志。電磁波是以光的速度傳播的，電磁波透入物質(zhì)的速度也是和光的速度傳播速度相接近的；而將電磁波的能量轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)分子的能量的時(shí)間近似是即時(shí)的，在微波頻段轉(zhuǎn)換時(shí)間快于千萬分之一秒。這就是微波可構(gòu)成內(nèi)外同時(shí)快速加熱的原理。傳統(tǒng)加熱固體物料，必須處在一個(gè)加熱的環(huán)境中，然后由表及里，逐漸傳導(dǎo)入固體的內(nèi)部，獲得熱平衡的條件，這就需要較長(zhǎng)的時(shí)間。加熱環(huán)境，一般不可能很嚴(yán)格的絕熱封閉，在很長(zhǎng)的加熱時(shí)間，就可能對(duì)環(huán)境散發(fā)了很多的熱量。而微波功率是全部牌封閉狀態(tài)，以光速滲入物體內(nèi)部，即時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃浚凸?jié)省了長(zhǎng)時(shí)間加熱過程中的熱散失，這就是微波加熱的節(jié)能原理。微波加熱和射頻加熱相比的特點(diǎn)： 　　a. 場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿谋壤撸?　　 　　b. 容易將電磁波屏蔽起來，不逸散實(shí)際的微波功率設(shè)備，一般由（1）微波功率源（2）應(yīng)用器（3）波導(dǎo)元件和應(yīng)用器饋能結(jié)構(gòu)（4）傳感和控制四個(gè)部份組成。 　　 　　產(chǎn)生微波功率的微波功率源，一般采用磁控管作振，在該管中，熱陰極發(fā)射電子，在強(qiáng)恒磁場(chǎng)作用下，電子作圓周運(yùn)動(dòng)；磁控管內(nèi)部的諧振腔使電子減速，這樣就使電子的動(dòng)能，轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ǖ哪芰?，在諧振腔中積累，送入波導(dǎo)管中，再送入應(yīng)用器供使用。磁控管需要直流高壓供電，燈絲加熱供電及恒磁場(chǎng)線圈供電并需要相應(yīng)的保護(hù)和控制電路，組成微波功率源的整機(jī)。直流高壓或恒磁場(chǎng)的勵(lì)磁電流，均可控制微波功率的輸出量。微波應(yīng)用器是擴(kuò)大了的波導(dǎo)管，采用它作為電磁波和物質(zhì)相互作用的場(chǎng)所。設(shè)計(jì)考慮是適應(yīng)加工物料的形態(tài)和處理要求，可分為行波型和諧振型。波導(dǎo)元件是微波功率源和應(yīng)用器之間的連結(jié)部件，是為了解決既讓磁控管獲得*的負(fù)載工作條件，而又使應(yīng)用器能獲得有效的饋入效果，從微波技術(shù)的角度來考慮，是通過多種波導(dǎo)元件和饋能結(jié)構(gòu)來完成的，同時(shí)波導(dǎo)元件提供了入射功率量和溢出反射功率量的數(shù)據(jù)。傳感器的配置，是為了覺察場(chǎng)和物質(zhì)作用的程度，是否符合加工需要，如溫度傳感和濕度傳感等。設(shè)備可根據(jù)實(shí)時(shí)的傳感數(shù)據(jù)和微波功率源實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，對(duì)功率源的輸出及傳送速度等實(shí)施有效的控制。 　　 　　將微波功率應(yīng)用設(shè)備分為四部份，是非常必要的。一般而言，應(yīng)用設(shè)備均是單件生產(chǎn)或小批量的生產(chǎn)，是必須按照特定的使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的，是一種類似“量體裁衣”的過程。將微波功率應(yīng)用設(shè)備分為四部份,其中微波功率源和波導(dǎo)元件是微波工程設(shè)計(jì)、傳感和控制工程設(shè)計(jì)。這三部份具有較強(qiáng)的通用性，并不受應(yīng)用對(duì)象不同而變更。多年來，我們強(qiáng)化了這三部份的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化工作，提高了這些部件的可靠性和穩(wěn)定性，為整機(jī)的可靠性提供了有力的基礎(chǔ)，并縮短了研制整機(jī)的周期。微波應(yīng)用器設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的針對(duì)性，因不同的應(yīng)用對(duì)象的處理要求、不同的狀態(tài)、形狀、大小而異，是多學(xué)科會(huì)合的工程設(shè)計(jì)，近年來，我們采用微波應(yīng)用器系列設(shè)計(jì)的方法，不同的系采用特定的通用部件組裝，將新設(shè)計(jì)的部件降到極少，這樣，進(jìn)一步縮短了設(shè)備的研制周期，并保證了設(shè)備的可靠質(zhì)量。 　　 　　2. 我國(guó)微波功率應(yīng)用的現(xiàn)狀我國(guó)在七十年代的初期，就關(guān)注著國(guó)外微波功率應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。早在1972年底電子工業(yè)部在南京772廠（即三樂電氣總公司）召開的一次微波電子管技術(shù)研討會(huì)上，著重討論了微波電子管在新領(lǐng)域中的應(yīng)用可能發(fā)展，新領(lǐng)域即是微波加熱干燥的工業(yè)應(yīng)用、微波治療、微波診斷及微波等離子體等領(lǐng)域。而開展新領(lǐng)域的研究工作的先導(dǎo)，必須研制大功率連續(xù)波磁控管。當(dāng)年772廠即著手研制915MHz和450MHz的連續(xù)波磁控管，并在研制成功兩個(gè)頻段連續(xù)波磁控管的基礎(chǔ)上，又研制了我國(guó)*2450MHz微波理療儀，及915MHz微波加熱設(shè)備。1974年春*微波加熱設(shè)備在北京展出，展示的微波快速加熱現(xiàn)象，吸引了工業(yè)界人士的普遍關(guān)注。1974年11月電子工業(yè)部在南京772廠召開了微波能應(yīng)用技術(shù)座談會(huì)，會(huì)議介紹了國(guó)外微波功率在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)療事業(yè)中的應(yīng)用，討論了在我國(guó)發(fā)展的前景。經(jīng)過二十多年的努力，我國(guó)已經(jīng)將微波功率應(yīng)用這個(gè)研究領(lǐng)域初步建立了基礎(chǔ)，772廠研制的微波功率設(shè)備已在食品、木材和竹制品加工、制藥、紙品、釀酒、橡膠、化工等工業(yè)生產(chǎn)中站穩(wěn)了腳根，改善了生產(chǎn)條件，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，所研制的多種微波等離子設(shè)備、微波高溫設(shè)備和微波真空干燥設(shè)備已成為多種學(xué)科的重要科研手段。 　　就全國(guó)的情況來說，我國(guó)微波功率應(yīng)用技術(shù)的推廣，二十多年來是一段十分艱辛的路程，目前取得了初步成績(jī)，奠定了繼續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),這個(gè)基礎(chǔ)的主要標(biāo)志是：（1）微波加熱干燥、微波食品加工和微波殺菌、殺蟲已在多種工業(yè)中廣泛應(yīng)用（2）家用微波爐已形成規(guī)模生產(chǎn)的能力；（3）微波醫(yī)療儀的臨床應(yīng)用已取得了普遍的成功；（4）目前多個(gè)領(lǐng)域前沿課題，采用微波功率這個(gè)有力工具，已取得了許多可喜進(jìn)展，拓展新領(lǐng)域研究陣地，已跟上了世界的步伐 　　3.微波功率應(yīng)用正在走向高科技領(lǐng)域從世界各國(guó)研究動(dòng)向來看，微波功率應(yīng)用正處在向新領(lǐng)域發(fā)展的時(shí)期，即研究的重點(diǎn)已從傳統(tǒng)的加熱干燥、食品加工轉(zhuǎn)向多個(gè)*領(lǐng)域，作為研究工作的一種嶄新工具。主要的領(lǐng)域有：微波催化化學(xué)反應(yīng)、新材料微波加工處理、微波氣體放電的多種應(yīng)用的研究等。微波化學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究，幾乎遍及化學(xué)、化工所有領(lǐng)域，大量的文選報(bào)告顯示了微波電磁場(chǎng)可以加速化學(xué)反應(yīng)，可將反應(yīng)時(shí)間縮短到原需時(shí)間的十分之一到千分之一，給化學(xué)工業(yè)引入了誘人的前景。微波高溫技術(shù)可以燒結(jié)精細(xì)陶瓷，可焊接陶瓷，并可加工和處理材料，如高分子材料的熱定型，非金屬材料熱處理，微波方法優(yōu)于常規(guī)方法。微波氣體放電，即以微波電磁場(chǎng)形成低溫等離子體，是微波功率應(yīng)用研究的一個(gè)主要方面。微波等離子體化學(xué)氣相沉積制膜（MPCVD）和等離子體刻蝕，是微電子加工的主要工藝手段，金剛石薄膜的制備和光纖的制備也采用MPCVD方法，超細(xì)粉末的制取，微波等離子體方法，具有多種優(yōu)點(diǎn)。微波等離子體中，多種粒子的活性強(qiáng)于射頻等離子體，用于化學(xué)反應(yīng)及材料處理具有更有利的條件。此外，由微波無電極放電構(gòu)成強(qiáng)照明光源（如硫燈），微波臭氣發(fā)生器等，有可能逐步走向產(chǎn)業(yè)化。據(jù)初步的文選調(diào)研，我國(guó)正在進(jìn)行的微波功率新領(lǐng)域研究工作的熱點(diǎn)，可以列舉如下：（1）微波選礦（微波輔助熱解）的研究，有色金屬的硫化物轉(zhuǎn)化為氧化物，鎳的碳酸鹽轉(zhuǎn)化為氧化鎳，金礦砂的脫硫和放射性同位素的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氧化物等已取得了實(shí)驗(yàn)室成果。（2）微波輔助有機(jī)和無機(jī)化學(xué)反應(yīng)，提高化學(xué)反應(yīng)速率做了大量的實(shí)驗(yàn)室工作。（3）微波輔助萃取技術(shù)的研究。微波電場(chǎng)能加快溶解速率，改善溶解度，已在多種實(shí)驗(yàn)室取得了顯著成效。用微波輔助萃取方法，科學(xué)規(guī)范生產(chǎn)，將是必然趨勢(shì)。（4）以天然氣代石油制取乙烯等化工原料，采用微波輔助催化化學(xué)反應(yīng)和微波等離子體技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已取得了較好的收率。（5）活性碳和柴油過濾器的微波再生方法，已得到了良好的實(shí)驗(yàn)效果。（6）我國(guó)早在八十年代初期就開始研制多種微波等離子設(shè)備，如MPCVD設(shè)備，等離子刻蝕設(shè)備，激光的微波泵源的研制工作。近年來又開始研制微波無線電極放電硫燈強(qiáng)光源，微波氣體放電構(gòu)成臭氧發(fā)生器（在臭氧的環(huán)境下，延長(zhǎng)糧食的保質(zhì)期，是一種有效方法）。（7）微波高溫技術(shù)，用于燒結(jié)陶瓷和焊接陶瓷，我國(guó)已經(jīng)取得了許多實(shí)驗(yàn)成果。國(guó)外的趨勢(shì)是常規(guī)加溫技術(shù)并結(jié)合微波高溫方法，以改進(jìn)陶瓷工業(yè)的生產(chǎn)，已有小規(guī)模的生產(chǎn)設(shè)備。我國(guó)也具有這方面的基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)早日啟動(dòng)該項(xiàng)工作。（8）從八十年代初就已經(jīng)立項(xiàng)從事煤和石油的微波脫硫的研究工作，目的希望早日形成燃燒過程中清潔排放。對(duì)固、液、氣三態(tài)的廢物處理，也結(jié)合微波方法，進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究。從這些課題的內(nèi)容可以看到，對(duì)新領(lǐng)域的研究工作，我國(guó)和國(guó)外的差距并不太大。目前應(yīng)切實(shí)解決許多實(shí)際難題，以加強(qiáng)向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的力度，才能對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境的改善見實(shí)效。 　　4.加強(qiáng)微波應(yīng)用基礎(chǔ)研究是進(jìn)一步發(fā)展的基本條件如上所述，我國(guó)對(duì)微波功率應(yīng)用對(duì)新領(lǐng)域開拓性的實(shí)驗(yàn)研究工作涉及的面很廣，積累了很多經(jīng)驗(yàn)，取得了許多開創(chuàng)性的研究成果，這是令人鼓舞的。但是，把這些實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力，使產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程趕上世界前進(jìn)的步伐，還不容樂觀。從微波工程的角度來看，我國(guó)用于新領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)研究的設(shè)備，尚屬較原始的狀態(tài)，而且處理量一般較小，擴(kuò)大到產(chǎn)業(yè)化的規(guī)模，還有許多具體難點(diǎn)需要解決，走向產(chǎn)業(yè)化還有一段艱苦奮斗的路程。從國(guó)外新領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究表明：需要對(duì)微波功率應(yīng)用設(shè)備有更高的要求。停留在原有水平的設(shè)備，難于適應(yīng)新領(lǐng)域研究的需要。首先，對(duì)微波功率源就有較高的要求，要求工作高可靠，輸出的微波功率具有高穩(wěn)定度和重調(diào)精確度，低波紋因素，并具有調(diào)制功能，以適應(yīng)改變條件，取得較佳的實(shí)驗(yàn)效果，并具有可靠的重復(fù)性。第二，設(shè)備遠(yuǎn)實(shí)時(shí)傳感，監(jiān)示和高速是需要的。傳感設(shè)置，是目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)，需要*這些功能。為了確保監(jiān)示的精確性，及調(diào)整的可靠性，需要著手改進(jìn)目前大功率波導(dǎo)元件的性能，及研制應(yīng)用器的多種適應(yīng)性強(qiáng)的饋入結(jié)構(gòu)。 　　 　　由此可見，為適應(yīng)新領(lǐng)域應(yīng)用研究的需要，微波功率源、波導(dǎo)元件及傳感和控制這三部份通用性強(qiáng)的基礎(chǔ)部件，還有大量的改進(jìn)工作要做，使這些基礎(chǔ)部件的技術(shù)指標(biāo)，*進(jìn)的水平。目前已成功運(yùn)用的微波功率生產(chǎn)設(shè)備，還需要改進(jìn)和提高。這些通用基礎(chǔ)部件質(zhì)量的提高，將為改進(jìn)目前的應(yīng)用設(shè)備，提供扎實(shí)的基礎(chǔ)。就可能使目前的微波功率應(yīng)用設(shè)備更規(guī)范化，使工作更穩(wěn)定可靠，加熱更均勻，并配以可靠的傳感功能，可使設(shè)備的工作狀態(tài)得到實(shí)時(shí)監(jiān)示，使電磁場(chǎng)和物質(zhì)相互作用的狀態(tài)具有可覺察性，具有配置閉環(huán)自控的基本條件，設(shè)備日趨*，這樣就可縮小和*進(jìn)同類產(chǎn)品的差距，使目前國(guó)內(nèi)以進(jìn)口設(shè)備為主的橡膠微波硫化設(shè)備和印刷干燥設(shè)備，全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。一旦我們的應(yīng)用設(shè)備的質(zhì)量躍上一個(gè)臺(tái)階，就有可能將微波功率應(yīng)用于加熱的領(lǐng)域不斷拓寬。如化工材料、玻纖的干燥、陶瓷坯體的干燥和定型、紡織、印染、印刷工業(yè)的應(yīng)用，大型冷凍肉食品解凍的應(yīng)用，*可以采用微波功率設(shè)備，改善生產(chǎn)條件并縮短生產(chǎn)時(shí)間。現(xiàn)有微波功率應(yīng)用設(shè)備的改進(jìn)和提高，并可靠的運(yùn)用，無疑將為新領(lǐng)域應(yīng)用設(shè)備提供了有益的經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)部件。 　　 　　5.多學(xué)科會(huì)合攻關(guān)使研究工作早日轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化微波功率應(yīng)用是多學(xué)科交叉的課題，就新領(lǐng)域的研究而言，多學(xué)科的充分滲透猶為重要。二十多年的經(jīng)驗(yàn)表明，應(yīng)用學(xué)科的許多研究工作若不清楚微波原理的基本框架、主要原則和現(xiàn)狀，所立的研究課題往往會(huì)多次反復(fù)，*在實(shí)驗(yàn)室中徘徊，研究工作進(jìn)展的速度不快，而不清楚應(yīng)用學(xué)科具體課題的基本要求，處理的主要環(huán)節(jié)，所作的微波應(yīng)用器的工程設(shè)計(jì)，將會(huì)造成使用不當(dāng)，造成大量浪費(fèi)。這些雖然都是過去的歷史，但是這些應(yīng)該吸取的經(jīng)驗(yàn)，必須給予高度的重視，對(duì)于開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域，更具重要意義。微波應(yīng)用的研究課題，必然存在著多學(xué)科能夠從充分對(duì)話、滲透，然后找到多學(xué)科規(guī)律的會(huì)合點(diǎn)的過程。不能忽視多學(xué)科從理論角度深入對(duì)話的必要性，因?yàn)槎鄬W(xué)科的理論規(guī)律，可以預(yù)示許多方向性的原則，就可以較可靠的給出應(yīng)用器設(shè)計(jì)的具體要求，及實(shí)驗(yàn)的實(shí)際運(yùn)作程序，避免多走彎路，節(jié)省時(shí)間。多學(xué)科的會(huì)合既應(yīng)包括研究工作策略、方案和設(shè)計(jì)，又應(yīng)包括失敗和成功的經(jīng)驗(yàn)的討論和總結(jié)，才能涵蓋研究工作的完整規(guī)律，而找到前進(jìn)的方向。預(yù)計(jì)將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，更要注意從多學(xué)科會(huì)合來考慮，一個(gè)科研項(xiàng)目的成果應(yīng)還要充分重視類似產(chǎn)業(yè)或現(xiàn)有同類規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)，作出向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的方案。微波技術(shù)并不能替代原有生產(chǎn)流程的一切規(guī)律，微波技術(shù)可以找到原有生產(chǎn)流程的薄弱環(huán)節(jié)，在這個(gè)環(huán)節(jié)上補(bǔ)充、加強(qiáng)或代替，而使原有的流程得到一個(gè)很大跨度的改進(jìn)。如微波橡膠硫化設(shè)備的研制就是一個(gè)明顯的例子。硫化溫度和硫化時(shí)間對(duì)一定的產(chǎn)品均有一個(gè)確定的*區(qū)間，常規(guī)方法是升溫時(shí)間和硫化時(shí)間的矛盾，對(duì)大體積的產(chǎn)品而言，由表及里的常規(guī)加熱，欲使內(nèi)部達(dá)到預(yù)定的硫化溫度，需要很長(zhǎng)的時(shí)間，表層橡膠已超過了硫化時(shí)間，達(dá)到了過硫化狀態(tài)，而內(nèi)部尚處于硫化處理不足。傳統(tǒng)方法對(duì)整個(gè)產(chǎn)品難于達(dá)到均勻*的硫化處理。微波橡膠硫化設(shè)備的設(shè)計(jì)、微波加熱僅用于迅速升溫到預(yù)定的硫化溫度一段區(qū)間，而已到達(dá)硫化溫度后，立即由傳統(tǒng)的加熱方法作保溫處理，如此安排，微波橡膠硫化設(shè)備，既加快了生產(chǎn)時(shí)間、節(jié)約了能源，又得到均勻硫化處理的效果，改善了產(chǎn)品質(zhì)量。再如微波高溫?zé)Y(jié)陶瓷的研究工作表明，微波高溫方法升溫快，可縮短生產(chǎn)時(shí)間，改善陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量。但是實(shí)驗(yàn)研究燒結(jié)過程燒成率低，難于掌握迅速升溫的各個(gè)環(huán)節(jié)。冷靜的思考，改進(jìn)陶瓷燒結(jié)的工藝，還應(yīng)該是常規(guī)加熱和微波加熱相結(jié)合的方法，初始升溫不必采用微波方法，待到達(dá)500°C以上，（陶瓷坯體吸收微波能量的系數(shù)受溫度升高而提高），此時(shí)，用微波方法即可將坯體內(nèi)外*達(dá)到燒結(jié)溫度，而保溫、降溫仍然采用常規(guī)方法。這個(gè)想法和看到的報(bào)導(dǎo)不謀而合，國(guó)外已在這個(gè)思路的前提下，研制小型微波燒結(jié)和傳統(tǒng)燒結(jié)相結(jié)合的傳送式窯爐，得到了很好的燒結(jié)效果。利用微波功率所進(jìn)行的多項(xiàng)科學(xué)研究，實(shí)際上是在尋求相關(guān)多學(xué)科規(guī)律會(huì)合點(diǎn)上下功夫。微波功率工程方面的技術(shù)工作，正在積累經(jīng)驗(yàn)，逐漸探索和相關(guān)應(yīng)用學(xué)科相配合，在不同領(lǐng)域共同找到攻克研究工作難點(diǎn)的方法，使各項(xiàng)高科技研究早日向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化。 　　6.微波與傳統(tǒng)加熱干燥技術(shù)相結(jié)合目前，大型微波功率應(yīng)用設(shè)備主要在加熱干燥和食品加的生產(chǎn)中運(yùn)用。但從目前需求的情況來看，微波功率應(yīng)用設(shè)備尚未能滿足多個(gè)領(lǐng)域需求。由于家用微波爐的普及，許多企業(yè)改進(jìn)生產(chǎn)的意圖已在家用微波爐中做成了可行性試驗(yàn)，或者已經(jīng)看到了改進(jìn)的預(yù)兆，需要進(jìn)一步促成，但是目前已有的微波功率設(shè)備又不可能*適應(yīng)這些要求，也就是說，就微波加熱干燥而言，微波功率工程仍然還有大量的開拓性工作可做。這些領(lǐng)域大致是非金屬材料的高溫處理、高分子熱定型、化工材料的絕度干燥、脫結(jié)晶水、玻璃纖維的干燥、各種生物化學(xué)材料、食品的低溫干燥、真空脫水干燥。有些領(lǐng)域的加熱和干燥，傳統(tǒng)方法已進(jìn)行大量的研究工作。例如干燥方法，著眼于在不同狀態(tài)zui有效地將水分疏導(dǎo)排出、噴霧干燥、硫化床干燥、振動(dòng)硫化床干燥、騰干燥、真空干燥都是應(yīng)物料的不同狀態(tài)和熱風(fēng)刻分相接觸而排出水分。如果適當(dāng)?shù)囊胛⒉芰浚?可能將干燥過程加快，并改善干燥質(zhì)量。這些領(lǐng)域微波方法宜與傳統(tǒng)方法相結(jié)合，補(bǔ)充向物料提供熱量不足的弱點(diǎn)，可采用微波加熱。疏導(dǎo)排出水分的方法，還應(yīng)采用傳統(tǒng)方法的優(yōu)點(diǎn)，這就需要對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改革，以兼容饋入微波功率及防止微波泄漏的措施。許多材料的絕干處理，及非金屬材料的熱處理方面的應(yīng)用，目前大型微波功率設(shè)備密度還不夠高，設(shè)計(jì)高場(chǎng)強(qiáng)密度的設(shè)備，有望而卻步微波功率設(shè)備可以改善對(duì)非金屬材料的熱處理方法，從理論上估計(jì)，對(duì)化工材料的絕干處理會(huì)取得良好的效果。統(tǒng)一電磁場(chǎng)功率工程方法，為改善生產(chǎn)條件，為前沿研究工作的進(jìn)展作出努力從許多報(bào)導(dǎo)文獻(xiàn)來看，國(guó)外射頻加熱設(shè)備其設(shè)計(jì)方法擬逐步和微波功率相接近，即發(fā)展所謂50Ω射頻工業(yè)加熱技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)射頻設(shè)備應(yīng)由如下四部份組成：（1）具有50Ω輸出阻抗的射頻振蕩器；（2）連結(jié)射頻振蕩器和匹配盒的50Ω同軸線；（3）具有控制和鑒別器discrimmatic的匹配盒；（4）應(yīng)用器。也就是說，射頻功率設(shè)備發(fā)展方向不再是統(tǒng)一體的設(shè)備，也可以用通用件組裝設(shè)備，而且將振蕩源和應(yīng)用器可以按需要拉開距離（目前的f工業(yè)設(shè)備根本無法達(dá)到這種要求）。這樣的工作方法，實(shí)際是和微波功率設(shè)備的研制的方法是*的；即按標(biāo)準(zhǔn)件組裝設(shè)備的方法。同時(shí)射頻功率輸出擬改用晶振饋入放大器，以便于穩(wěn)定頻率與控制功率；此種方案和進(jìn)一步改進(jìn)微波功率源；應(yīng)用正交場(chǎng)放大器，由有源微波網(wǎng)絡(luò)組成振蕩電路稱為穩(wěn)頻管（Stabililotron）思路是*的。穩(wěn)頻管的輸出功率在2450MHz是10—50KW和10—100KW。典型的Rf使用頻率是13.56MHz、27.12MHz、40.68MHz目前有提高使用頻率的趨勢(shì)，所試制的Klystron采用267MHz作為高功率工業(yè)應(yīng)用，而微波功率應(yīng)用的頻率目前是2450MHz，915MHz，目前在發(fā)展434MHz的趨勢(shì)。上從設(shè)備設(shè)計(jì)方法來看，射頻設(shè)備和微波設(shè)備正在逐步接近，而微波使用頻率在向下擴(kuò)展，射頻使用頻率在向上升。即二者上下延展，進(jìn)一步連結(jié)成統(tǒng)一的電磁場(chǎng)功率設(shè)備，實(shí)際上微波功率設(shè)備和射頻功率設(shè)備是電磁場(chǎng)功率設(shè)備的二葉，應(yīng)該用電磁場(chǎng)功率應(yīng)用統(tǒng)一的角度來處理方案，射頻和微波各有特長(zhǎng)，各有短處，應(yīng)該用其所長(zhǎng)，避其所短，使人國(guó)的電磁場(chǎng)功率設(shè)備做得更合理，更貼近實(shí)用。微波與射頻電磁場(chǎng)功率工程工作領(lǐng)域主要是加熱干燥、材料處理和氣體放電，應(yīng)用面非常廣，非常貼近生產(chǎn)實(shí)際，既是對(duì)傳統(tǒng)的加熱干燥方法的改進(jìn)，又是當(dāng)前許多重要研究方法的重要工具。當(dāng)前應(yīng)該是在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上作一些總體規(guī)劃。哪些行業(yè)加熱干燥存在著薄弱環(huán)節(jié)，電磁場(chǎng)功率設(shè)備應(yīng)以何種頻段采用哪些技術(shù)手段處理，這些環(huán)節(jié)較為合理。當(dāng)前采用射頻和微波方法的前沿研究工作，設(shè)備基礎(chǔ)的薄弱環(huán)節(jié)存在什么問題，應(yīng)該逐步加強(qiáng)基礎(chǔ)建設(shè)，以有力地促進(jìn)前沿的研究工作。sp;