Изум начина кувања хране и употребе ватре играо је велику улогу у еволуцији људи. Научили смо да користимо ватру за кување, топљење метали , за производне процесе у индустрији итд. Али највећи пробој догодио се када смо измислили начине да радимо исте ствари без употребе ватре. Временом и развој технологија , развили смо много алтернатива за употребу уместо ватре за процесе грејања. Један од таквих изванредних изума је принцип „диелектричног грејања“. Погледајмо како овај принцип функционише и како се примењује.
Шта је диелектрично грејање?
Дефиниција диелектричног загревања може се навести као - ’процес загревања материјала узрокујући диелектрично кретање његових молекула наизменична електрична поља “. Сви материјали су сачињени од молекула који се састоје од атома. Тхе Дијаграм електричног круга грејања приказано је доле.
Поларни молекули садрже електричне диполне моменте. Када су такви молекули изложени електричном пољу, они покушавају да се поравнају у смеру поља. Када примењено поље осцилира, ови молекули материјала пролазе кроз ротације како би се одржали поравнаним са пољем. Када поље промени смер, ови молекули такође окрећу свој смер. Овај процес се назива „диелектрична ротација“.
Температура молекула је повезана са кинетичком енергијом молекула. У диелектричној ротацији молекула, како се повећава кинетичка енергија молекула, температура молекула расте. Када се молекули сударе или дођу у контакт са другим молекулима, ову енергију се преноси на све делове материјала чиме се материјал загрева.
Тако диелектрична ротација у материјал се често назива диелектричним загревањем материјала. Ово загревање се врши помоћу електричних поља РФ фреквенција или електромагнетних поља. Примењено поље би требало да буде осцилирајуће да би дошло до диелектричне ротације. Фреквенција и таласна дужина примењеног поља такође утичу на функционисање система.
Рад на диелектричном грејању
Као што је описано доле, шема кола диелектричног система грејања састоји се од две металне плоче на које је примењено електрично поље. Материјал који се загрева поставља се између ова два метала. Постоје две врсте начина на које се материјал загрева помоћу процеса загревања.
Грејање помоћу нискофреквентних таласа, као ефекат блиског поља, и грејање високофреквентним таласима помоћу електромагнетних таласа. Врста материјала који се загревају коришћењем ових различитих врста таласа такође је различита.
Таласи ниске фреквенције имају веће таласне дужине. Тако они могу продрети кроз непроводљиве материјале дубље од електромагнетних таласа. Системи који користе поља ниске фреквенције треба да имају растојање између радијатора и апсорбера мање од 1 / 2π таласне дужине. Дакле, процес загревања помоћу нискофреквентног електричног поља је процес блиског контакта.
Системи више фреквенције имају ниже таласне дужине. Електромагнетни таласи и микроталаси се користе за ове системе. У овим системима растојање између металних плоча је веће од таласне дужине примењеног поља. У тим системима се између металних плоча формирају конвенционални електромагнетни таласи далеког поља.
Примене диелектричног грејања
Принцип диелектричног грејања помоћу високофреквентних електричних поља предложен је 1930-их у Белл Телепхоне Лабораториес. Варирајући фреквенцију електричних поља, диелектрични системи су дизајнирани за многе врсте примена.
Када се користе микроталаси
У овом диелектричном грејању, 2,45 ГХз од микроталасна фреквенција се користи. Микроталасне пећнице које се користе у домовима пример су ове врсте примене. Ови системи пружају мање продоран и високо ефикасан систем грејања. Волуметријско загревање у микроталасној пећници обезбеђује већу дубину продирања. Стога се ово грејање користи за загревање течности, суспензија и чврстих материја у индустријским размерама.
Микроталасна пећница
Микроталасно волуметријско загревање примењује се за пастеризацију, флеш пастеризацију, микроталасну хемију, стерилизацију, конзервирање хране, производњу биогорива итд.
Када се користе радио фреквенције
- РФ диелектрик често проналази примену у подручју ратарске производње.
- Ова врста грејања користи се за убијање неких штеточина у храни након жетве усева.
- Ова врста грејања може равномерно загревати материјале.
- Ова врста грејања може брзо прерадити храну.
- Дијатермија, процес РФ загревања мишића за мишићну терапију користи ову врсту загревања.
- Процес назван Хипертермија терапија, у којој су навикле више температуре
- убија рак и туморска ткива, примењује се загревање са РФ фреквенцијама
Прерада хране
Код накнадног печења кекса у производној линији, РФ диелектрично грејање ће смањити време печења. Кекси праве величине, облика и боје могу се произвести са пећницом, али РФ грејање може уклонити преосталу влагу из већ осушених делова кекса.
- РФ грејање може повећати капацитет пећи, која се користи у фабрикама за производњу хране, и до 50%.
- Производи за бебе на бази житарица и житарице за доручак користе накнадно печење РФ диелектричним загревањем.
- У сушењу хране користи се диелектрично печење заједно са конвенционалним печењем.
- Када се за печење користи електромагнетни диелектрик, постиже се бољи квалитет хране.
- Нутритивна и сензорна својства хране могу се сачувати током обраде хране када се користи електромагнетно диелектрично загревање, јер се за краће време могу постићи више температуре обраде.
Од периода проналаска диелектрично грејање се користи у разним облицима. Од невероватне хране процесор прецизној електрохируршкој методи, диелектрик је пронашао своју примену у скоро свим областима науке.
Постављање диелектричног механизма за грејање може се сматрати сличним структури кондензатор . У кондензатору се диелектрик поставља између две проводне плоче, а у диелектрику се производи електрична енергија. Док се у диелектричном систему грејања материјал који се загрева поставља између две проводне плоче, на које се примењује електрично поље и ствара топлота унутар материјала.
Данас диелектрично грејање је пронашао многе примене у пољопривредној индустрији, за примену многих метода сузбијања штеточина. Електрично поље примењено за микроталасну пећницу је поље ниже или веће фреквенције?
