Технологические СВЧ-установки непрерывного режима

Содержание
Введение 2
Физические процессы нагрева СВЧ 3
Промышленные магнетроны 5
Установки микроволновой обработки 9
Безопасность работы 11

Новые технологии интенсивной тепловой обработки связаны с нагревом комбинированным способом: в первую очередь конвективным – до температуры 950С и далее – в электромагнитном поле до температуры 120–150°С (рис.6).
При быстром нагреве внутри зерна происходит закипание капиллярной влаги, парциальное давление водяных паров нарастает и происходит разрыв крахмальных оболочек. Трудно перевариваемый крахмал при этом расщепляется на декстрины. При такой обработке зерна, содержащего около 40% крахмала, его питательная ценность повышается на 20–30% и улучшаются вкусовые качества.
Рис. 6. Установка высокоинтенсивной тепловой обработки продуктов
Другими перспективными технологиями СВЧ является сушка, дезинсекция и обеззараживание зерна, тепловая стимуляция зерна при предпосевной обработке, улучшение хлебопекарных качеств и ряд других. Возможны пастеризация и стерилизация жидких пищевых продуктов с использованием энергии СВЧ. Эти методы отличает высокая производительность процесса и компактность установок. Кроме всего прочего, установки СВЧ обработки материалов имеют возможность точного поддержания технологических режимов, что позволяет получать продукты высокого качества.
В ряде случаев приходится иметь дело с такими крупногабаритными объектами, что нельзя применить резонаторы или конвейерную обработку. Тогда, для сушки пакет деревянного бруса загружается, например, в бокс, где внутри обрабатывается энергией СВЧ с помощью системы волноводно-щелевых специальных излучателей.
Безопасность работы
Стремление сэкономить на внедрении нового оборудования создает нередко опасность для обслуживающего персонала, особенно если установки СВЧ эксплуатируются с нарушением технологии.
Тщательное обслуживание и регулярный контроль персонала обеспечивают достаточную защиту. На рынке, как правило, предлагаются микроволновые установки с полным "пакетом безопасности", в которых производится контроль с помощью сенсоров и, по необходимости отключение оборудования.
Неисправности магнетронов условно можно разбить на две группы: подлежащие восстановлению и прочие.
К безнадежных случаям можно отнести обрыв ипи перегорание накала, нарушение вакуума, полное отсутствие генерации при наличии необходимых напряжений и исправном накале, короткое замыкание между анодом и катодом.
Наличие пробоя проходных конденсаторов легко обнаружить тестером, проверив сопротивление между выводами магнетрона и корпусом, при отключенной внешней цепи. Если оно отлично от бесконечности, нужно снять крышку с коробки фильтра и откусить провода, соединяющие конденсаторы с катушками фильтра. После этого повторить измерения. Если после этой операции показания прибора не изменятся, значит, конденсатор пробит. Если же отключенные конденсаторы окажутся в порядке, то, прежде чем менять магнетрон, визуально убедитесь, что замыкание происходит внутри магнетрона, а не на его поверхности.
Излучение сквозь выводы питания для разных магнетронов, даже одного типа, различно. Если излучение невелико, допустимо включать магнетрон напрямую, без проходных конденсаторов. Однако с уверенностью сказать о возможности работы без проходных конденсаторов можно только при наличии приборов, измеряющих уровень СВЧ-излучения. Поэтому пробитые конденсаторы желательно заменить.
Причиной пробоев конденсатора служат кратковременные броски напряжения в моменты включения и выключения источника питания, которые могут превышать рабочее напряжение конденсатора.
Иногда, вследствие долгой работы или из-за включения магнетрона на пустую камеру, заметно снижается эмиссия катода. В результате мощность микроволновой печи уменьшается в два и более раз. Восстановить былую мощность можно, добавив напряжение на накал. Для этого обычно достаточно добавить полвитка на накальной обмотке трансформатора. К сожалению, не каждый трансформатор позволяет проделать такую манипуляцию.
В некоторых марках микроволновых печей возможно возникновение СВЧ-разряда между антенной магнетрона и корпусом. Это происходит там, где практически отсутствует волновод между магнетроном и камерой и антенна расположена в непосредственной близости от диэлектрического окна.
Развитие мощных магнетронов и научные исследования воздействия микроволновой энергии на различные материалы открыли широкие перспективы для промышленного применения техники и технологии СВЧ. Еще недавно микроволновый нагрев не слишком привлекал российских инвесторов. Однако стремительный рост энергетических затрат, стоимости энергии, ужесточение требований к охране окружающей среды постепенно изменяют ситуацию.
3