所要マイクロ波電力の算出法
所要マイクロ波電力 水分乾燥の場合

3.所要マイクロ波電力

(2) 水分乾燥の場合

① 理論計算結果

水を含んでいる初期温度Ｔ（℃）の被加熱物を１００（℃）まで加熱・昇温して、水分を蒸発・乾燥処理させて含水量Ｗ１(ｋｇ)をＷ２(ｋｇ)に加熱時間１時間で蒸発･減少させることとする。この場合に必要な熱量Ｑ０（ｋｃａｌ／ｈ）は、次式の通りとなる。

Ｑ0＝Ｃo×Ｍo×（１００－Ｔ）＋Ｗ１×（１００－Ｔ）

＋５３９×（Ｗ1－Ｗ2）　（ｋｃａｌ／ｈ）　･････（21.3.3）

ここで、

Ｃo；物質の絶乾時の比熱［ｋｃａｌ／（ｋｇ・℃）］

Ｍo；物質の絶乾時の処理量（ｋｇ／ｈ）

となる。

尚、（21.3.3）式中の数値「５３９」は大気圧の場合の水の気化熱であり、処理圧力を変えた場合は、圧力相当の気化熱の値を利用する必要がある。

算出された熱量Ｑ0（ｋｃａｌ／ｈ）よりマイクロ波吸収効率ηを加味したマイクロ波電力Ｐ1（ｋＷ）を求めるには下記（21.3.4） 式を用いる。

Ｐ＝１．１６×１０-3×Ｑ／η　（ｋＷ）　･････（21.3.4）

この場合も吸収効率ηは加熱の場合と同様に７０（％）程度とする。

尚、１(時間)に水１(l)を加熱・蒸発処理するのに必要なマイクロ波電力は、吸収効率を｢０．７｣とすると約１(ｋＷ)となる。この「１（ｈ）：１(ｋｇ)：１(ｋＷ)」の関係を知っておくと非常に便利である。

② 計算例

初期含水率４０(％、湿基準)、絶乾での比熱０．２０［ｋｃａｌ／(ｋｇ・℃)］、初期温度２０(℃)の被加熱物を処理量１００（ｋｇ／ｈ）として絶乾状態まで乾燥する場合の概算電力を求める。

１時間あたりに蒸発させる水分は

１００×０．４０＝４０（ｋｇ／ｈ）

であるから、

「１ｈ→１ｋｇ→１ｋＷ」関係から

「１ｈ→４０ｋｇ→４０ｋＷ」

となる。ちなみに式（21.3.2）式から求めた所要マイクロ波電力は約４８(ｋＷ)となる。約８(ｋＷ)の違いは、乾物の温度上昇分であり、含水率が小さくなればこの差はより小さくなる。