Nov 05, 2023
Aquecimento e secagem por radiofrequência: a onda do futuro
Timothy D. Clark, presidente e CEO, Radio Frequency Company, Inc. | 04 de janeiro de 2023
Timothy D. Clark, presidente e CEO, Radio Frequency Company, Inc. | 04 de janeiro de 2023
Os sistemas de aquecimento e secagem por radiofrequência (RF) utilizam energia eletromagnética para aquecer e secar rapidamente muitos tipos de materiais a granel, bem como produtos acabados com excelente velocidade e eficiência. De um modo geral, eles requerem apenas uma fração do espaço das tecnologias de aquecimento convencionais, não produzem gases de efeito estufa, não requerem altas temperaturas de processo e fornecem excelente controle do teor de umidade final e uniformidade.
Hoje, muitos fabricantes estão adaptando novos sistemas de RF em linha com suas tecnologias tradicionais existentes para aumentar a produtividade ou resolver problemas críticos de controle de umidade. Essa abordagem hibridizada mostrou um ROI convincente e, ao mesmo tempo, aumentou a eficiência energética e a qualidade do produto final.
Antes de fornecer uma análise dos equipamentos disponíveis e aplicações de secagem, vamos primeiro rever o que é energia eletromagnética. Abaixo está o espectro de energia eletromagnética com a luz visível voltada para o centro. À esquerda, temos frequências crescentes e níveis de energia mais altos em direção aos raios X e aos raios gama, que são formas de radiação "ionizante". Muitas vezes referido como "irradiação". À direita, temos frequências decrescentes e energia decrescente em direção às micro-ondas e, ainda mais abaixo, ondas de rádio. Tanto a micro-ondas quanto a RF são formas de radiação "não ionizante" e não devem ser confundidas com "irradiação".
Espectro de energia eletromagnética
A definição de "radiação ionizante" do CDC é "uma forma de energia que age removendo elétrons de átomos e moléculas". A energia de RF não divide os átomos.
A estrutura única da molécula de água polar, H2O, é a base para a resposta térmica da água quando submetida a um campo de energia de RF alternado. Uma molécula de água é magneticamente polar porque há uma distribuição desigual de elétrons entre os átomos de oxigênio e hidrogênio. Em um sistema de aquecimento por radiofrequência, o gerador de RF cria um campo elétrico alternado entre dois eletrodos, acima e abaixo do transportador. Isso faz com que as moléculas de água girem para enfrentar o pólo oposto da mesma forma que um ímã de barra giraria em um campo magnético oscilante. A rotação constante faz com que o atrito e o calor se desenvolvam rapidamente.
Molécula de água polar
No processo de tomada de decisão de empregar esta tecnologia em um processo de secagem, algumas das características notáveis do processo de aquecimento e secagem por RF são as seguintes:
Controle de umidade preciso e uniforme. A radiofrequência é única no sentido de aquecer preferencialmente um produto onde o teor de umidade é o mais alto. Muitos processos de secagem são prolongados pela incapacidade do calor convencional de penetrar no interior de um material, o que prolonga consideravelmente o tempo de secagem para as últimas porcentagens de umidade a serem secas ou curadas. Em produtos com distribuição uniforme de umidade, o aquecimento é volumétrico e instantâneo.
Baixas temperaturas de secagem. Na maioria das aplicações, a temperatura é limitada ao ponto de ebulição da água. Este tipo de secagem é algumas vezes referido como secagem in situ, pois a água deixa o material como um gás, e não por ação capilar do aquecimento da superfície. Como a secagem é in-situ, os sólidos encontrados em muitos revestimentos e ligantes aquosos permanecem uniformemente distribuídos nos materiais, em vez de migrar para a superfície e formar uma crosta.
Filtros de partículas diesel de cerâmica extrudada e substratos conversores catalíticos
Encolhimento uniforme. Muitos produtos, como a cerâmica, encolhem à medida que secam e, se o exterior secar antes do interior, as rachaduras na superfície podem ser um grande problema de qualidade. Os substratos dos conversores catalíticos automotivos são secos com RF por esse motivo. O aquecimento volumétrico e a secagem significam também que o encolhimento é uniforme e elimina rachaduras na superfície.
Sistema de secagem RF 420kW para filtros de partículas diesel