Penemuan cara memasak makanan dan menggunakan api telah memainkan peran besar dalam evolusi manusia. Kami telah belajar menggunakan api untuk memasak, melelehkan logam , untuk proses produksi di industri, dll. Tetapi terobosan terbesar datang ketika kami menemukan cara untuk melakukan hal yang sama tanpa menggunakan api. Dengan berjalannya waktu dan mengembangkan teknologi , kami telah mengembangkan banyak alternatif untuk digunakan sebagai pengganti api untuk proses pemanasan. Salah satu penemuan yang luar biasa adalah prinsip 'Pemanasan dielektrik'. Mari kita lihat bagaimana prinsip ini bekerja dan bagaimana penerapannya.
Apa itu Pemanasan Dielektrik?
Definisi pemanasan dielektrik dapat dinyatakan sebagai - 'proses memanaskan bahan dengan menyebabkan gerakan dielektrik dalam molekulnya menggunakan medan listrik bolak-balik “. Semua bahan terdiri dari molekul yang tersusun dari atom. Itu Diagram sirkuit Pemanasan Dielektrik ditampilkan di bawah.
Molekul kutub mengandung momen dipol listrik. Ketika molekul seperti itu terkena medan listrik, mereka mencoba untuk menyesuaikan diri dengan arah medan. Ketika bidang yang diterapkan berosilasi, molekul-molekul material ini mengalami rotasi untuk menjaga agar tetap sejajar dengan bidang tersebut. Ketika medan berubah arah, molekul-molekul ini juga membalikkan arahnya. Proses ini disebut 'Rotasi Dielektrik'.
Suhu molekul berhubungan dengan energi kinetik molekul. Dalam rotasi dielektrik molekul, saat energi kinetik molekul meningkat, suhu molekul meningkat. Ketika molekul bertabrakan atau bersentuhan dengan molekul lain, energi ini akan ditransfer ke semua bagian material sehingga memanaskan material.
Dengan demikian rotasi dielektrik masuk bahan sering disebut sebagai pemanasan Dielektrik material. Pemanasan ini dilakukan dengan menggunakan medan listrik frekuensi RF atau medan elektromagnetik. Bidang yang diterapkan harus berosilasi agar rotasi dielektrik berlangsung. Frekuensi dan panjang gelombang dari bidang yang diterapkan juga mempengaruhi fungsi sistem.
Pemanasan Dielektrik Bekerja
Seperti yang dijelaskan di bawah ini, diagram rangkaian sistem pemanas dielektrik terdiri dari dua pelat logam yang diterapkan medan listrik. Bahan yang akan dipanaskan ditempatkan di antara kedua logam tersebut. Ada dua jenis cara pemanasan material menggunakan proses pemanasan.
Pemanasan menggunakan gelombang frekuensi rendah, sebagai efek medan dekat dan pemanasan dengan gelombang frekuensi tinggi menggunakan gelombang elektromagnetik. Jenis bahan yang dipanaskan dengan jenis gelombang yang berbeda ini juga berbeda.
Gelombang frekuensi rendah memiliki panjang gelombang yang lebih tinggi. Dengan demikian mereka dapat menembus bahan non-konduktif lebih dalam daripada gelombang elektromagnetik. Sistem yang menggunakan medan frekuensi rendah harus memiliki jarak antara radiator dan absorber kurang dari 1 / 2π dari panjang gelombang. Jadi, proses pemanasan menggunakan medan listrik frekuensi rendah adalah proses kontak dekat.
Sistem frekuensi yang lebih tinggi memiliki panjang gelombang yang lebih rendah. Gelombang elektromagnetik dan gelombang mikro digunakan untuk sistem ini. Dalam sistem ini, jarak antar pelat logam lebih besar dari panjang gelombang bidang yang diterapkan. Dalam sistem ini, gelombang elektromagnetik medan jauh konvensional terbentuk di antara pelat logam.
Aplikasi Pemanasan Dielektrik
Prinsip pemanasan dielektrik menggunakan medan listrik frekuensi tinggi diusulkan pada tahun 1930-an di Bell Telephone Laboratories. Dengan memvariasikan frekuensi medan listrik, sistem Dielektrik dirancang untuk berbagai jenis aplikasi.
Saat Gelombang Mikro Digunakan
Dalam pemanasan dielektrik ini, 2,45GHz dari frekuensi gelombang mikro digunakan. Oven microwave yang digunakan di rumah adalah contoh dari jenis aplikasi ini. Sistem ini menyediakan sistem pemanas yang kurang penetrasi dan sangat efisien. Pemanasan volumetrik gelombang mikro memberikan kedalaman penetrasi yang lebih besar. Dengan demikian pemanas ini digunakan untuk memanaskan cairan, suspensi, dan padatan pada skala industri.
Oven microwave
Pemanasan volumetrik gelombang mikro diterapkan untuk pasteurisasi, pasteurisasi Flash, kimia gelombang mikro, sterilisasi, pengawetan makanan, produksi biofuel, dll.
Kapan Frekuensi Radio Digunakan
- Dielektrik RF sering digunakan di area produksi tanaman.
- Jenis pemanasan ini digunakan untuk membunuh beberapa hama dalam makanan setelah panen tanaman.
- Jenis pemanas ini dapat memanaskan bahan secara seragam.
- Jenis pemanasan ini bisa mengolah makanan dengan cepat.
- Diatermi, proses pemanasan RF otot untuk terapi otot menggunakan jenis pemanasan ini.
- Proses yang disebut terapi Hyperthermia, di mana suhu yang lebih tinggi digunakan
- membunuh kanker dan jaringan tumor, pemanasan dengan frekuensi RF diterapkan
Pengolahan makanan
Dalam pasca-pemanggangan biskuit di jalur produksi, pemanasan dielektrik RF akan mengurangi waktu pemanggangan. Biskuit dengan ukuran, bentuk, dan warna yang tepat dapat diproduksi dengan oven tetapi pemanasan RF dapat menghilangkan kelembapan yang tersisa dari bagian biskuit yang sudah kering.
- Pemanasan RF dapat meningkatkan kapasitas oven, yang digunakan di pabrik produksi makanan, hingga 50%.
- Produk bayi berbahan dasar sereal dan sereal sarapan menggunakan post-baking dengan pemanasan dielektrik RF.
- Dalam pengeringan makanan, pemanggangan dielektrik digunakan bersama dengan pemanggangan konvensional.
- Ketika dielektrik elektromagnetik digunakan untuk memanggang, kualitas makanan yang lebih baik tercapai.
- Sifat nutrisi dan sensorik makanan dapat dipertahankan selama pemrosesan makanan ketika pemanasan dielektrik elektromagnetik digunakan, karena suhu pemrosesan yang lebih tinggi dapat dicapai dalam waktu yang lebih singkat.
Sejak masa penemuannya, pemanasan dielektrik digunakan dalam berbagai bentuk. Dari makanan yang luar biasa prosesor Dengan metode bedah Elektro yang tepat, dielektrik telah menemukan aplikasinya di hampir setiap bidang ilmu pengetahuan.
Pengaturan mekanisme pemanasan dielektrik dapat dilihat sebagai mirip dengan struktur kapasitor . Dalam kapasitor dielektrik ditempatkan di antara dua pelat konduktor dan listrik diproduksi di dielektrik. Sedangkan pada sistem pemanas dielektrik, material yang akan dipanaskan ditempatkan di antara dua pelat konduksi, yang digunakan medan listrik dan panas dihasilkan di dalam material.
Sekarang hari pemanasan dielektrik telah menemukan banyak aplikasi dalam industri pertanian, untuk penerapan berbagai metode pengendalian hama. Medan listrik yang diterapkan untuk oven microwave adalah frekuensi rendah atau medan frekuensi lebih tinggi?
