Penemuan cara memasak makanan dan menggunakan api telah memainkan peranan besar dalam evolusi manusia. Kami telah belajar menggunakan api untuk memasak, mencair logam , untuk proses pengeluaran di industri, dan lain-lain. Tetapi kejayaan terbesar berlaku ketika kita mencipta kaedah untuk melakukan perkara yang sama tanpa menggunakan api. Dengan berlalunya masa dan mengembangkan teknologi , kami telah mengembangkan banyak alternatif untuk digunakan dan bukannya api untuk proses pemanasan. Salah satu penemuan yang luar biasa adalah prinsip 'Pemanasan dielektrik'. Mari kita lihat bagaimana prinsip ini berfungsi dan bagaimana ia diterapkan.
Apakah Pemanasan Dielektrik?
Definisi pemanasan dielektrik dapat dinyatakan sebagai - 'proses pemanasan bahan dengan menyebabkan gerakan dielektrik dalam molekulnya menggunakan medan elektrik berselang seli '. Semua bahan terdiri daripada molekul yang terdiri daripada atom. The Rajah litar Pemanasan Dielektrik ditunjukkan di bawah.
Molekul polar mengandungi momen dipol elektrik. Apabila molekul seperti itu terkena medan elektrik, mereka cuba menjajarkan diri ke arah medan. Apabila medan yang diaplikasikan berayun, molekul-molekul bahan ini mengalami putaran untuk menjaga agar selaras dengan medan. Apabila medan berubah arah, molekul-molekul ini juga membalikkan arahnya. Proses ini disebut 'Putaran Dielektrik'.
Suhu molekul berkaitan dengan tenaga kinetik molekul. Dalam putaran dielektrik molekul, apabila tenaga kinetik molekul meningkat, suhu molekul meningkat. Apabila molekul bertabrakan atau bersentuhan dengan molekul lain, tenaga ini dipindahkan ke semua bahagian bahan sehingga memanaskan bahan.
Oleh itu putaran dielektrik di bahan sering disebut sebagai pemanasan Dielektrik bahan. Pemanasan ini dilakukan dengan menggunakan medan elektrik frekuensi RF atau medan elektromagnetik. Medan yang digunakan hendaklah berayun agar putaran dielektrik berlaku. Kekerapan dan panjang gelombang medan yang digunakan juga mempengaruhi fungsi sistem.
Pemanasan Dielektrik Berfungsi
Seperti yang dijelaskan di bawah, rajah litar sistem pemanasan dielektrik terdiri daripada dua plat logam di mana medan elektrik digunakan. Bahan yang akan dipanaskan diletakkan di antara dua logam ini. Terdapat dua jenis cara di mana bahan memanaskan menggunakan proses pemanasan.
Pemanasan menggunakan gelombang frekuensi rendah, sebagai kesan medan dekat dan pemanasan dengan gelombang frekuensi tinggi menggunakan gelombang elektromagnetik. Jenis bahan yang dipanaskan menggunakan pelbagai jenis gelombang ini juga berbeza.
Gelombang frekuensi rendah mempunyai panjang gelombang yang lebih tinggi. Oleh itu mereka dapat menembusi bahan bukan konduktif dengan lebih mendalam daripada gelombang elektromagnetik. Sistem yang menggunakan medan frekuensi rendah harus mempunyai jarak antara radiator dan penyerap kurang dari 1 / 2π panjang gelombang. Jadi, proses pemanasan menggunakan medan elektrik frekuensi rendah sudah hampir - proses hubungan.
Sistem frekuensi yang lebih tinggi mempunyai panjang gelombang yang lebih rendah. Gelombang elektromagnetik dan gelombang mikro digunakan untuk sistem ini. Dalam sistem ini, jarak antara plat logam lebih besar daripada panjang gelombang medan yang digunakan. Dalam sistem ini, gelombang elektromagnetik medan jauh konvensional terbentuk di antara plat logam.
Aplikasi Pemanasan Dielektrik
Prinsip pemanasan dielektrik menggunakan medan elektrik frekuensi tinggi dicadangkan pada tahun 1930-an di Bell Telephone Laboratories. Dengan mengubah frekuensi medan elektrik, sistem Dielektrik direka untuk banyak jenis aplikasi.
Semasa Gelombang Mikro Digunakan
Dalam pemanasan dielektrik ini, 2.45GHz dari gelombang mikro frekuensi digunakan. Ketuhar gelombang mikro yang digunakan di rumah adalah contoh aplikasi jenis ini. Sistem ini menyediakan sistem pemanasan yang kurang menembusi dan sangat cekap. Pemanasan volumetrik gelombang mikro memberikan kedalaman penembusan yang lebih besar. Oleh itu pemanasan ini digunakan untuk pemanasan cecair, suspensi, dan pepejal pada skala industri.
Ketuhar gelombang mikro
Pemanasan volumetrik gelombang mikro digunakan untuk pasteurisasi, pasturisasi kilat, kimia gelombang mikro, pensterilan, pengawetan makanan, pengeluaran biofuel, dll.
Apabila Frekuensi Radio Digunakan
- Dielektrik RF sering menemui aplikasi di kawasan pengeluaran tanaman.
- Pemanasan jenis ini digunakan untuk membunuh beberapa perosak dalam makanan setelah penuaian tanaman.
- Pemanasan jenis ini dapat memanaskan bahan secara seragam.
- Pemanasan jenis ini dapat memproses makanan dengan cepat.
- Diathermy, proses pemanasan RF otot untuk terapi otot menggunakan pemanasan jenis ini.
- Proses yang disebut terapi Hyperthermia, di mana suhu yang lebih tinggi digunakan
- membunuh barah dan tisu tumor, pemanasan dengan frekuensi RF digunakan
Pemprosesan makanan
Semasa membakar biskut di barisan pengeluaran, pemanasan dielektrik RF akan mengurangkan masa pembakar. Biskut ukuran, bentuk dan warna yang tepat dapat dihasilkan dengan oven tetapi pemanasan RF dapat menghilangkan kelembapan yang tersisa dari bahagian-bahagian biskuit yang sudah kering.
- Pemanasan RF dapat meningkatkan kapasiti ketuhar, yang digunakan di kilang pengeluaran makanan, hingga 50%.
- Produk bayi berasaskan bijirin dan bijirin sarapan menggunakan pemanggang selepas pemanasan dengan pemanasan dielektrik RF.
- Dalam pengeringan makanan, penaik dielektrik digunakan bersama dengan penaik konvensional.
- Apabila dielektrik elektromagnetik digunakan untuk penaik kualiti makanan yang lebih baik dicapai.
- Sifat pemakanan dan sensori makanan dapat dipelihara semasa pemprosesan makanan apabila pemanasan dielektrik elektromagnetik digunakan, kerana suhu pemprosesan yang lebih tinggi dapat dicapai dalam waktu yang lebih singkat.
Sejak tempoh penemuannya, pemanasan dielektrik digunakan dalam pelbagai bentuk. Dari makanan yang luar biasa pemproses dengan kaedah pembedahan Elektro yang tepat, dielektrik telah menemukan penerapannya di hampir semua bidang sains.
Penyediaan mekanisme pemanasan dielektrik dapat dilihat serupa dengan struktur pemuat . Di kapasitor dielektrik diletakkan di antara dua plat pengalir dan elektrik dihasilkan dielektrik. Sedangkan dalam sistem pemanasan dielektrik, bahan yang akan dipanaskan ditempatkan di antara dua plat pengalir, di mana medan elektrik diterapkan dan panas dihasilkan di dalam bahan.
Sekarang sehari pemanasan dielektrik telah menemui banyak aplikasi dalam industri pertanian, untuk pelaksanaan banyak kaedah pengendalian perosak. Medan elektrik yang digunakan untuk ketuhar gelombang mikro ialah medan frekuensi rendah atau frekuensi lebih tinggi?
