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Mar 20, 2023

무선 주파수 가열 및 건조: 미래의 물결

Timothy D. Clark, Radio Frequency Company, Inc. 사장 겸 CEO | 2023년 1월 4일

Timothy D. Clark, Radio Frequency Company, Inc. 사장 겸 CEO | 2023년 1월 4일

무선 주파수(RF) 가열 및 건조 시스템은 전자기 에너지를 활용하여 다양한 유형의 벌크 재료는 물론 완제품을 탁월한 속도와 효율성으로 빠르게 가열 및 건조합니다. 일반적으로 말하면, 기존 난방 기술에 비해 바닥 공간이 극히 일부만 필요하고, 온실가스를 생성하지 않으며, 높은 공정 온도가 필요하지 않으며, 최종 수분 함량과 균일성을 탁월하게 제어할 수 있습니다.

오늘날 많은 제조업체에서는 생산성을 높이거나 중요한 수분 제어 문제를 해결하기 위해 기존의 기존 기술에 맞춰 새로운 RF 시스템을 개조하고 있습니다. 이러한 하이브리드 접근 방식은 확실한 ROI를 보여 주는 동시에 에너지 효율성과 최종 제품 품질을 향상시켰습니다.

사용 가능한 장비 및 건조 응용 분야에 대한 분석을 제공하기 전에 먼저 전자기 에너지가 무엇인지 검토해 보겠습니다. 아래는 가시광선이 중심을 향한 전자기 에너지 스펙트럼입니다. 왼쪽에는 "이온화" 방사선의 형태인 X-선과 감마선 쪽으로 주파수가 증가하고 에너지 수준이 더 높아집니다. 흔히 "방사선 조사"라고 합니다. 오른쪽에는 주파수가 감소하고 마이크로파 방향으로 에너지가 감소하며 전파는 더 낮아집니다. 마이크로파와 RF는 모두 "비이온화" 방사선의 형태이므로 "조사"와 혼동하지 마십시오.

전자기 에너지 스펙트럼

CDC의 "전리 방사선" 정의는 "원자와 분자에서 전자를 제거하여 작용하는 에너지의 한 형태"입니다. RF 에너지는 원자를 분리하지 않습니다.

극성 물 분자인 H2O의 독특한 구조는 교번 RF 에너지 장에 노출되었을 때 물의 열 반응의 기초가 됩니다. 물 분자는 산소 원자와 수소 원자 사이에 전자 분포가 고르지 않기 때문에 자기적으로 극성이 있습니다. 무선 주파수 가열 시스템에서 RF 발생기는 컨베이어 위와 아래의 두 전극 사이에 교번 전기장을 생성합니다. 이로 인해 진동 자기장에서 막대 자석이 회전하는 것과 마찬가지로 물 분자가 반대 극을 향하도록 회전하게 됩니다. 일정한 회전은 마찰과 열을 빠르게 발생시킵니다.

극성 물 분자

건조 공정에 이 기술을 적용할지 여부를 결정하는 과정에서 RF 가열 및 건조의 주목할만한 공정 특성 중 일부는 다음과 같습니다.

정확하고 균일한 수분 조절. 무선 주파수는 수분 함량이 가장 높은 제품을 우선적으로 가열한다는 점에서 독특합니다. 많은 건조 공정은 기존의 열이 재료 내부로 침투할 수 없기 때문에 연장되며, 이는 건조되거나 경화될 마지막 몇 퍼센트의 수분에 대한 건조 시간을 상당히 연장시킵니다. 수분 분포가 균일한 제품의 경우 가열은 부피에 따라 순간적으로 이루어집니다.

낮은 건조 온도. 대부분의 응용 분야에서 온도는 물의 끓는점으로 제한됩니다. 표면 가열로 인한 모세관 현상이 아닌 물이 가스 형태로 물질을 떠나기 때문에 이러한 유형의 건조를 현장 건조라고도 합니다. 건조가 현장에서 이루어지기 때문에 많은 수성 코팅 및 바인더에서 발견되는 고체는 표면으로 이동하여 껍질을 형성하는 대신 재료에 균일하게 분포되어 있습니다.

압출 세라믹 디젤 미립자 필터 및 촉매 변환기 기판

균일한 수축. 세라믹과 같은 많은 제품은 건조되면서 수축되며, 내부가 건조되기 전에 외부가 건조되면 표면 균열이 주요 품질 문제가 될 수 있습니다. 자동차 촉매 변환기 기판은 바로 이러한 이유로 RF로 건조됩니다. 부피 가열 및 건조는 수축이 균일하고 표면 균열을 제거한다는 것을 의미합니다.

디젤 미립자 필터용 420kW RF 건조 시스템