微波加热在纱线烘干中有哪些应用？

微波加热技术是一种高效、节能、环保、安全，兼有杀菌功能的新型干燥技术，已广泛应用于食品、化工、建材等领域，在纺织纤维烘干领域中的应用正在初步开发。

微波加热原理
微波是频率在3．0 ×102～3．0 ×105 MHz 之间，具有穿透性的一种电磁波，其方向和大小随时间作周期性变化。当电磁波以915 MHz 或2450 MHz （在我国工业加热上只允许使用915 MHz 或2 450 MHz）穿透某含水物料时，因水分子是极性分子，所以物料中的水分子极性会以每秒915 亿次或2 450 亿次变化，由于分子热运动无规律性和极化分子有规律性变化极高，因而在分子之间会产生类似摩擦的热效应，使热量在极短时间内从物料内部向各处均匀地扩散，物料温度急剧升高，其内部水分子迅速汽化、蒸发出来，达到快速脱水、干燥的目的。
微波加热特点
1.加热迅速
微波加热与传统的烘干方式不同，不需热传导过程，它是使被加热物料本身成为加热体，因此即使是热传导性较差的物料，也可以在极短的时间内达到加热温度。
2.干燥均匀
不同性质的物料对微波的吸收损耗不同，即微波加热具有选择性加热的特点，这对于干燥过程十分有利。因为水分子对微波的吸收损耗，所以含水量高的部位吸收的微波功率就会多于含水量较低的部位，干燥速率加快，从而使
材料整体干燥速率趋于一致，不会出现外焦内生的现象。
3.节能高效
由于含有水分的物质极易吸收微波而发热，因此，除少量的传输损耗外几乎无其他损耗。
4.易实现自动化控制
只要控制微波功率即可实现加热或终止，没有热惯性，操作灵活方便。应用PLC（可编程逻辑控制器）人机界面可进行加热工艺过程规范的编程自动化控制，它有完善的传送系统，能够确保连续化生产，节省人力。
5.安全无害、环保
微波是控制在金属制成的加热箱内工作的，微波泄漏会被有效抑制，不存在放射性有害气体的排放，不产生余热和粉尘污染，既不污染实物也不污染环境，能够改善旧加热设备排出毒性挥发物的缺点，并改善工人的高温作业环境。
6.提高产品品质
由于微波加热效率高、温度低，水蒸汽由里向外层迁移，纱筒内层产生较大蒸汽压力，类似蒸纱的效果，因此提高了纤维强度，烘干后的产品手感好，纱线颜色前后色差小，纤维无染色泳移现象。
实际测评分析
将卷绕密度为0．4 g/cm3、含水率为26％的筒子纱卷分别在蒸汽烘干机、SP01－85 射频烘干机和我司BP－80KW纱线微波干燥设备上实验，烘干效果对比如表1 所示。

由表1 证实，对于相同的织物，纱线微波干燥设备烘干后的效果。由于微波加热过程不需要热传导，里外一起热，但因为表面较容易散热，所以往往是内部温度高于外部，温度梯度方向和水分梯度的方向相同，传热和传质方向
一致，促使内部水分迅速蒸发，形成内部压力梯度，水分很快扩散到表面挥发，使干燥时间大为缩短。
经济效益分析
以每小时烘干98 kg 水、微波烘干机输出功率80 kW 为例，若每天工作20 h，每年工作300 天，蒸汽烘干机、SP01－85 射频烘干机和我司BP－80KW纱线微波干燥设备每年所需能源消耗费用对比情况如表2 所示。

结合表2 以及实际使用情况，可以计算各机器每年的耗能费用（元）。
蒸汽烘干机：
300×20×98×0.396÷30%＝776160
射频烘干机：
300×20×98×0．728÷70％＝611520
微波烘干机：
300×20×98×0．664÷85％＝459332
因此可看出，微波加热比蒸汽烘干机节能40．8％，比射频烘干机节能24．9％。这是由于普通电加热、蒸汽加热的能源利用率仅在30％左右，其大部分能源会被周围环境、设备外壁吸收或被排风设备抽走，而微波频率是射频频率的90倍，所以综合来说微波加热节能更。微波加热与射频烘干相比，另一优势是运行成本低。射频三极管与微波磁控管的寿命基本相同，但价格相差很大，以80 kW 的机器为例，射频三极管约6．5 万元/台，而微波磁控管总价仅约2．0 万元/台，因此每台可节约费用4．5 万元。
测评结论——社会效益分析
1.微波加热有效解决了传统烘干资源消耗问题
2.提高了烘干质量，实现了筒子纱、绞纱及散纤维烘干绿色化生产，符合纺织印染行业节能减排的发展趋势。
3.微波加热是蒸汽烘干、射频烘干技术的再次升级，它节能、高效、成本运营低，具有广阔的应用前景，将改造传统产业，提升企业的装备水平。