所要マイクロ波電力の算出法
所要マイクロ波電力 解凍の場合、化学反応の促進

3.所要マイクロ波電力

(3) 解凍の場合

冷凍食品などを解凍処理する場合、その被解凍物の融解熱を考慮して所要電力を求めれば良い。水の場合の融解熱は８０(ｋｃａｌ／ｋｇ)で理論的には０(℃)で発生する。しかしながら、経験的には冷凍畜肉、魚などを解凍する場合の融解熱は、４０～６０(ｋｃａｌ／ｋｇ)程度と若干小さく、発生温度も－１０～－１(℃)程度の範囲であり、－１～－４(℃)の所謂「最大氷結晶生成温度帯」までの解凍の場合では融解熱を１００％考慮しておく必要がある。

どの程度の融解熱を考慮するかは、マイクロ波加熱により解凍実験を実施し、必要なマイクロ波電力を求めた方が安心できる。この確認を怠ると、処理量を賄うのにマイクロ波電力が過剰であったり、少なくて所定の処理量が確保できないなどのトラブル発生の要因となることがある。

(4) 化学反応の促進

ある種の化学物質の反応を促進するのにマイクロ波加熱を利用することが実用化されている。例えば、既に応用例の後半に記述した硝酸プルトニウムと硝酸ウラニ－ルの混合溶液を、マイクロ波エネルギーを利用して脱硝(硝酸溶液を蒸発させる)、更に３５０(℃)程度まで加熱し、硝酸塩を分解しＮＯＸを放出すると二酸化プルトニウムと二酸化ウラニウムの混合酸化物(ＭＯＸ)を得ることが出来、この過程が化学反応と言える。この処理方法は我が国独自の技術で「マイクロ波直接脱硝酸処理」と称されており、核燃料サイクル機構、日本原燃株式会社で採用されている。

補足説明

ＳＩ単位では熱量の単位として「Ｊ」を採用しているが、本稿では「ｃａｌ」を利用している。

尚、「Ｊ」と「ｃａｌ」と「ｋＷ」の換算は次の通りである。

１（ｃａｌ）＝４．１８６（Ｊ）＝４．１８６（Ｗ・ｓ）

１（Ｗ・ｓ）＝１（Ｊ）＝０．２３８９（ｃａｌ）＝２．７７８＊１０-4（Ｗ・ｈ）

１（Ｗ・ｈ）＝３６００（Ｗ・ｓ）＝３６００（Ｊ）＝８６０（ｃａｌ／ｈ）

１（ｋＷ・ｈ）＝３６００（ｋＷ・ｓ）＝３６００（ｋＪ）＝８６０（ｋｃａｌ）