日常生活中的射頻能量第4部分：工業(yè)加熱和干燥用氮化鎵

氮化鎵(GaN)和RF(射頻)能量應(yīng)用將為工業(yè)市場(chǎng)帶來(lái)重大變革。我們研究了氮化鎵如何改變烹飪、等離子體照明和醫(yī)療過(guò)程，接下來(lái)將在日常生活中的射頻能量系列第4部分中研究氮化鎵如何用于工業(yè)加熱和干燥。

從工業(yè)角度來(lái)看，射頻能量并不是一種新技術(shù)。多年來(lái)，射頻干燥器一直為對(duì)傳統(tǒng)方法反應(yīng)不佳的材料進(jìn)行工業(yè)加熱和干燥。陶瓷、玻璃和玻璃纖維應(yīng)用需要干燥時(shí)不發(fā)生開(kāi)裂的工藝。在其他方法完全失敗時(shí)，在許多情況下，射頻能量為干燥這些材料提供了唯一選擇，因?yàn)樗芤允芸氐姆绞匠ニ帧?/p>

射頻技術(shù)的創(chuàng)新將使整個(gè)加熱和干燥過(guò)程實(shí)現(xiàn)更高的效率和更優(yōu)的控制。以前的射頻應(yīng)用需要使用磁控管來(lái)產(chǎn)生能量，但是通過(guò)使用半導(dǎo)體器件，整個(gè)系統(tǒng)的成本結(jié)構(gòu)會(huì)降低，應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)更高的精度和更優(yōu)的控制。食品加工、工業(yè)加熱和干燥以及能源工業(yè)的使用僅僅是一個(gè)開(kāi)始。所實(shí)現(xiàn)的低成本和高精度可助力行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者(如MACOM)在整個(gè)市場(chǎng)中部署創(chuàng)新。

農(nóng)業(yè)過(guò)程和射頻能量

在之前的博客文章中，我們已經(jīng)討論過(guò)射頻技術(shù)如何使消費(fèi)者的烹飪能力發(fā)生質(zhì)的變化。然而，食品加工中的應(yīng)用在供應(yīng)鏈的早期便已開(kāi)始，射頻在輔助巴氏殺菌和干燥的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)指出，干燥是許多食品行業(yè)和許多農(nóng)業(yè)國(guó)家/地區(qū)不可缺少的過(guò)程。其研究指出，“大量的食品通過(guò)干燥來(lái)延長(zhǎng)保質(zhì)期、降低包裝成本、減少運(yùn)輸重量、改善外觀、保留原始味道以及保持營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。”

用于商業(yè)干燥過(guò)程的射頻能量可實(shí)現(xiàn)更高精度和更優(yōu)控制，能夠?yàn)樵S多其他農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供諸多優(yōu)勢(shì)。例如，農(nóng)民和工業(yè)食品生產(chǎn)商在搶收作物，以免干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成作物干癟。對(duì)于谷物、豆類和種子，射頻干燥方法可以更快速地去除水分、縮短加工時(shí)間，使作物發(fā)揮最大潛力和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。射頻能量不僅可以更高效地烹飪家中的食物，還將成為讓您獲得優(yōu)質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的農(nóng)業(yè)流程的一部分。MACOM和射頻能量聯(lián)盟正帶頭為這些應(yīng)用實(shí)現(xiàn)固態(tài)技術(shù)，從而通過(guò)工藝消除價(jià)格和尺寸障礙。

紙張、紡織品和木材

在他們的書(shū)籍《食品加工中的射頻加熱：原理和應(yīng)用》中，George B. Awuah、Hosahalli S. Ramaswamy和Juming Tang詳細(xì)介紹了通過(guò)射頻加熱和干燥方法實(shí)現(xiàn)的各種應(yīng)用(從干菜到苜蓿)。他們還指出，木材、塑料、藥物、紙張和紡織品都可以使用射頻能量來(lái)降低工業(yè)過(guò)程的成本、提高工業(yè)過(guò)程的效率。由于射頻能量改變了制造上述每種材料的基本步驟，應(yīng)用范圍預(yù)計(jì)也會(huì)擴(kuò)大。像MACOM這樣的領(lǐng)導(dǎo)者正在將氮化鎵和固態(tài)半導(dǎo)體技術(shù)與這些過(guò)程相結(jié)合，以更低的成本進(jìn)行廣泛使用，從而改變行業(yè)的基礎(chǔ)狀況。

采油

與傳統(tǒng)的干燥和加熱方法相比，射頻能量使用更少的能量，而且高精度可使每瓦都得到有效利用。從節(jié)能的角度來(lái)看，射頻能量能夠通過(guò)兩種方法為行業(yè)帶來(lái)優(yōu)勢(shì)，即降低成本和優(yōu)化控制。

除節(jié)能外，氮化鎵和射頻能量的另一個(gè)能源優(yōu)勢(shì)是非常適合石油工業(yè)中的工業(yè)干燥和加熱應(yīng)用。Suncor等公司已開(kāi)始通過(guò)射頻能量進(jìn)行試驗(yàn)， 以便為采油過(guò)程增加熱量并生產(chǎn)重質(zhì)原油。雪佛龍公司將在多步過(guò)程中使用射頻作為一種開(kāi)采方法，并就此提交了專利申請(qǐng)。這些技術(shù)將幫助石油公司更多地開(kāi)采石油，更好地控制石油開(kāi)采過(guò)程，還可以減少浪費(fèi)、提高投資回報(bào)率以及降低加熱和開(kāi)采過(guò)程的成本，隨時(shí)準(zhǔn)備變革石油工業(yè)。

減少對(duì)環(huán)境的影響

采用固態(tài)技術(shù)還有望改變石油開(kāi)采對(duì)環(huán)境的影響。水力壓裂是一種石油開(kāi)采技術(shù)，涉及使用熱水和化學(xué)品生產(chǎn)原油。此過(guò)程的副作用包括污染水質(zhì)，甚至發(fā)生人為地震。射頻能量可實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比的替代方案，可減少用水和受污染的殘?jiān)Ａ硗?，這些采油方法的精確度可減小整個(gè)環(huán)境的影響。高水平控制使射頻能量能夠改善采油方法，同時(shí)減少溫室氣體排放。

提高可靠性

固態(tài)射頻能量設(shè)備在這些工業(yè)應(yīng)用中的另一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是提高了通常全天候運(yùn)行的過(guò)程可靠性?；诖趴毓艿南到y(tǒng)通常會(huì)隨著時(shí)間的推移而降低性能并且需要不斷維護(hù)或更換，而全新的固態(tài)系統(tǒng)能夠無(wú)維護(hù)運(yùn)行，卻不會(huì)降低性能。

行業(yè)內(nèi)外

隨著射頻能量通過(guò)加大控制來(lái)改進(jìn)工藝的機(jī)會(huì)持續(xù)增多，MACOM將繼續(xù)與行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者合作，以應(yīng)用最佳實(shí)踐并通過(guò)我們的硅基氮化鎵(GaN-on-Si)解決方案實(shí)現(xiàn)射頻能量。確保了解有關(guān)射頻能量趨勢(shì)應(yīng)用及其如何應(yīng)用于您的日常生活的更多信息，并核實(shí)創(chuàng)建用于簡(jiǎn)化射頻能量應(yīng)用設(shè)計(jì)過(guò)程的MACOM工具包。