9.1.1 lò vi sóngLò vi sóng (MW) là sóng điện từ với các bước sóng trong khoảng 0.01e1 m và một tần số tương ứng từ 0.3 tới 300 GHz. MW, vùng quang phổ điện từ toàn bộ là giữa tia hồng ngoại và tần số vô tuyến. Là một loại sóng điện từ, MW đã có điện và từ trường. Dựa trên sự tương tác-tween MW chiếu xạ và vật liệu, vật liệu có thể được phân loại thành ba loại [1]: (1) hấp thụ nguyên liệu như nước và glycerol, mà có thể hấp thụ MW, còn được gọi là lưỡng điện MW; (2) dây dẫn (chủ yếu là các kim loại) mà MW không thể xâm nhập, và đặt trong đó được phản ánh; và chất cách điện (3) hoặc vật liệu MW, minh bạch, bao gồm thạch anh và Teflon, cho phép MW đi qua mà không mất. MW lưỡng điện thường được sử dụng như là hệ thống sưởi trung [2].9.1.2 MW chế hệ thống sưởiMW, Hệ thống sưởi cũng được gọi là hệ thống lưỡng điện sưởi, vì lưỡng điện sử dụng để hấp thụ bức xạ MW. Để tránh can thiệp với viễn thông và điện thoại di động fre-quencies, 915 MHz (896 ở Vương Quốc Anh) và 2450 MHz được hai tần số thường sử dụng MW, Hệ thống sưởi cho các ứng dụng công nghiệp, khoa học và y tế [3]. Một lò MW trong nước thường hoạt động ở 2450 MHz. Cách một vật liệu được đun nóng bởi MW phụ thuộc vào hình dạng, kích thước và liên tục lưỡng điện của nó, và bản chất của các thiết bị MW sử dụng. Cơ chế chính hệ thống sưởi MW bao gồm độ phân cực dipolar, dẫn truyền, và interfacial polari-zation [4e6]: (1) Dipolar độ phân cực là chịu trách nhiệm về hầu hết các hệ thống sưởi MW trong hệ dung môi. Phân cực phân tử đặc trưng với một moment lưỡng cực điện sẽ sắp xếp họ bản thân ở một trường điện từ. Trong một làn sóng điện từ với dao động nhanh chóng, các phân tử po-lar sẽ xoay liên tục, việc xếp thẳng với nó. Điều này được gọi là dipolar phân cực. NhưPretreatment sinh khối 157 http://DX.Doi.org/10.1016/B978-0-12-800080-9.00009-8 Bản quyền 2015 Elsevier B.V Tất cả các quyền. 158 9. LÒ VI SÓNG PRETREATMENT BẢNG 9-1 so sánh các thông thường và hệ thống sưởi MW Chiếu xạ MW thông thường hệ thống sưởi Chuyển đổi năng lượng truyền năng lượng Trong bắp thể tích và thống nhất, Hệ thống sưởi, Hệ thống sưởi bề ngoài thông qua đối lưu/dẫn Nhanh chóng và hiệu quả chậm, kém hiệu quả Selective Non selective Hot spots No hot spot Dependent of the properties of the material Less dependent Precise and controlled heating Less controllable the field alternates, the molecule reverses direction to align itself with it. This causes energy to be lost from the dipole by molecular friction and collisions, giving rise to dielectric heating. For this reason, MW heating is always called dielectric heating. (2) Conduction mechanism happens when the dissolved charged particles in a sample (electrons, ions, etc.) oscillate back and forth under the influence of the electric component of MW irradiation. They collide with the adjacent molecules or atoms, which cause agitation or motion, and heat is thus created. (3) Interfacial polarization is a phenomenon viewed as a combination of conduction and dipolar polarization. It is an important mechanism for systems composed of conducting and nonconducting materials.9.1.3 MW EffectsThe action of MW irradiation results from materialewave interactions leading to thermal effects, specific MW effects and nonthermal effects [7e10]. A combination of these contribu-tions is responsible for the observed effects.Heat from conventional heating is transferred from the surface toward the center of the material by conduction, convection, and radiation. It is relatively slow and inefficient, and depends on the thermal conductivity of the material and convection currents. MW heating is characterized by converting electromagnetic energy into thermal energy, which is a kind of energy conversion rather than heating. Compared with conventional heating, the heat produced by MW irradiation is throughout the volume of the materials rather than an external source.The differences between conventional and MW heating are presented in Table 9.1 [11].9.2 MW APPLICATIONSince the first MW oven built in 1947 by Raytheon Corporation and an early commercial model introduced in 1954, MW heating has gained popularity in food processing because of its ability to achieve high heating rates, significant reduction in cooking time, more uniform heating, safe handling, ease of operation, and low maintenance [12,13]. Over the decades, this A. LIGNOCELLULOSIC BIOMASS 9.2 MW APPLICATION 159technology has spread widely to such applications as analytical chemistry, heating and vulcanization of rubber, plasma processing, chemical synthesis and processing, and waste remediation. MW irradiation has acquired a great deal of attention in domestic, industrial, and medical applications. It has been used in many applications including mineral and met-a
đang được dịch, vui lòng đợi..
