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CEM 微波技術(shù):高效與均勻的理想結(jié)合

 更新時(shí)間:2024-06-06 點(diǎn)擊量:523
01 微波加熱簡(jiǎn)介


微波是一種低能量的電磁波,其波長(zhǎng)在0.001到0.3米的范圍內(nèi)(圖1)。雖然微波通常與加熱剩余食物聯(lián)系在一起,但它們?cè)谄渌麘?yīng)用中也發(fā)揮著重要作用,比如加熱實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。


圖1. 電磁頻譜


像其他電磁波一樣,微波由兩個(gè)垂直振蕩的場(chǎng)組成:電場(chǎng)和磁場(chǎng)。對(duì)于微波而言,電場(chǎng)主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生熱量,通過(guò)兩種作用模式與分子相互作用:偶極旋轉(zhuǎn)和離子傳導(dǎo)(圖2)。


在偶極旋轉(zhuǎn)中,分子不斷地來(lái)回旋轉(zhuǎn),以使其偶極與不斷變化的電場(chǎng)對(duì)齊;每個(gè)旋轉(zhuǎn)分子之間的摩擦導(dǎo)致熱量產(chǎn)生


在離子傳導(dǎo)中,自由離子或離子種類(lèi)通過(guò)空間平移移動(dòng),以與變化的電場(chǎng)對(duì)齊。就像在偶極旋轉(zhuǎn)中一樣,這些移動(dòng)物種之間的摩擦導(dǎo)致熱量產(chǎn)生,反應(yīng)混合物的溫度越高,能量傳遞的效率就越高。在這兩種情況下,物種的極性和/或離子性越強(qiáng),熱量產(chǎn)生的效率就越高。

圖2. 微波加熱的機(jī)理:偶極旋轉(zhuǎn)和離子傳導(dǎo)


由于微波直接與反應(yīng)混合物的內(nèi)容物相互作用,能量傳遞比傳統(tǒng)加熱技術(shù)更高效。傳統(tǒng)加熱技術(shù)依賴于熱傳導(dǎo),熱量首先從源頭傳遞到容器,然后從容器傳遞到溶液。微波與溶液均勻地相互作用,實(shí)現(xiàn)均勻且定量的加熱(圖3)。



圖 3. 加熱方法:傳導(dǎo)加熱和微波加熱


02 CEM 微波合成儀比較指南


CEM 微波技術(shù):高效與均勻的理想結(jié)合

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