Microonde

Storia

Nata verso la fine della seconda guerra mondiale con lo sviluppo del radar, la tecnologia delle microonde è oggi di fondamentale importanza anche per le telecomunicazioni. L’idea di utilizzare le microonde per il riscaldamento dei materiali trova la sua prima attuazione commerciale nel 1952, con l’immissione sul mercato dei primi forni a microonde da parte della Raytheon. Negli ultimi 10 anni l’uso delle microonde si è esteso a svariati campi di applicazione nei processi industriali che prevedono il riscaldamento di sistemi in cui i convenzionali meccanismi di conduzione, convenzione e irraggiamento, non consentono un efficace ed omogeneo aumento di temperatura. Wikipedia dispone di un’ottima pagina di approfondimento sulle microonde.

Sviluppi

Il successo della tecnologia a microonde deriva sia dalla possibilità di ottenere particolari condizioni operative, altrimenti non raggiungibili con tecnologie convenzionali in tempi sostenibili, sia da considerazioni su risparmio energetico e qualità del prodotto finale. Approfondimento Microonde ciò si giustifica il trend, che negli ultimi anni si sta sviluppando, della messa a punto di numerose applicazioni tecniche innovative in svariate attività industriali, che vanno dal trattamento ad altissima temperatura dei rifiuti nocivi sino alla reticolazione rapida delle resine polimeriche.Di fatto però il riscaldamento a microonde nel trattamento industriale dei materiali rimane una tecnologia non usuale, a causa dei problemi tecnici da superare nelle varie applicazioni. La soluzione di tali problemi richiede un approccio multidisciplinare, la cui mancanza ha spesso costituito motivo di insuccesso.

Le microonde per Microglass

Valutando la tipologia del materiale da trattare, analizzando le curve di essiccazione, considerando il miglior rapporto costo di radiazione/potenza impiegata e le frequenze concesse dalle convenzioni internazionali per liberi impieghi di potenza, Microglass ha individuato le frequenze più appropriate e dato origine ad un proprio sistema di riscaldamento a microonde costituito fondamentalmente da tre blocchi: il generatore, la guida d’onda, l’applicatore.Il generatore è tipicamente (ma non necessariamente) un magnetron, tubo elettronico adatto a generare elevate potenze a microonde. Nel rapporto costo/potenza erogata, è un magnetron da 1,2 ÷ 6 Kw, supportato da un kit di alimentazione che provvede elettronicamente a fornire l’energia di funzionamento e a garantire l’erogazione solo in condizioni di sicurezza dell’intero sistema. La guida d’onda permette il trasporto dell’energia mediante riflessioni successive dal punto di generazione al punto di applicazione senza perdite significative, poiché realizzata con materiale altamente conduttivo, con dimensioni geometriche vincolate dalla frequenza dell’onda che vi si propaga internamente. L’applicatore, mediante il quale si distribuisce l’energia sulla materia da trattare, è una struttura espressamente progettata per esporre alla radiazione il materiale da riscaldare in maniera efficiente, sicura, affidabile, ripetibile ed economicamente conveniente.Gli applicatori monomodali hanno almeno una delle dimensioni dell’ordine della lunghezza dell’onda che vi si propaga internamente. Per questa ragione la conformazione del campo è ben determinata e relativamente poco influenzata dalla presenza del materiale da riscaldare. Gli applicatori multimodali sono, invece, costituiti da una struttura con pareti metalliche di dimensioni molto maggiori della lunghezza d’onda della radiazione. Tale struttura costituisce una cavità risonante in cui, a differenza di quanto avviene nelle cavità unimodali, si ha una riflessione multipla che provoca la sovrapposizione di un gran numero di onde che si propagano in varie direzioni. L’utilizzo di superfici metalliche mobili, unitamente al movimento del materiale da trattare, permettono di migliorare l’uniformità di riscaldamento. L’omogeneità di processo legata agli effetti termici indotti è, però, fortemente dipendente dalla frequenza scelta per la radiazione e dall’intensità del campo elettrico. I problemi sono, a questo punto, dovuti alla densità di radiazione di tale campo elettrico, poiché la potenza assorbita è legata da un fattore quadratico all’intensità del campo di radiazione.Per migliorare le prestazioni di processo e la flessibilità d’uso delle macchine di riscaldamento, asciugatura o polimerizzazione Microglass in alcune applicazioni ha impiegato un sistema in cui la guida d’onda, unita all’applicatore monomodale, viene inserita in una cavità multimodale, eliminando l’utilizzo di superfici metalliche mobili.

Infrarossi

Microglass con i pannelli radianti MICRORED ha apportato un contributo innovativo a questa tecnologia ormai da tempo consolidata nel settore industriale. Le piastre Microred, a differenza delle tradizionali lampade IR, presentano un doppio picco nello spettro di emissione, con frequenze regolabili. Questa peculiarità permette di ottimizzare processi industriali, come la polimerizzazione e l’essiccazione di resine e vernici. Spesso, infatti, resine e vernici sono composte da più agenti chimici (solventi, polimeri, catalizzatori, ecc.), ciascuno dei quali reagisce in modo diverso alla radiazione IR, a seconda della frequenza usata. Regolando le due frequenze delle piastre Microred, si possono usare le lunghezze d’onda più efficaci sui singoli agenti chimici, ottimizzando il processo di essiccazione o polimerizzazione in termini di tempo ed uniformità.

I pannelli radianti Microred sono caratterizzate da una struttura modulare, a “matrice”, che permette di realizzare profili radianti di qualsiasi geometria, facilmente adattabili a qualsiasi impianto e processo.

Grazie al know-how acquisito in anni ricerca e sviluppo, Microglass realizza anche forni tradizionali a infrarossi a potenza elevata (40-50 kW/m2), sicuri ed affidabili, offrendo inoltre la possibilità di combinarli con l’innovativa tecnologia delle microonde.

Ultravioletti

Le lampade a ultravioletti da decenni hanno trovato molteplici applicazioni in ambito sia domestico che industriale. In quest’ultimo campo, Microglass ha indirizzato i propri studi a migliorare la sicurezza del ciclo di lavoro delle lampade UV, ponendosi come obiettivi primari l’affidabilità e il risparmio energetico.

Le applicazioni esistenti si basano su sistemi di accensione delle lampade che utilizzano trasformatori a saturazione di flusso magnetico, i quali non utilizzano sistemi a treni d’onda né tantomeno soluzioni switching efficienti. Inoltre i sistemi tradizionali lavorano a frequenze di emissione pari a 50Hz senza la possibilità di controllo variabile della potenza. Ciò rende la tecnologia tradizionale meno efficiente e perfezionabile.

Microglass ha recentemente sviluppato MUV, un innovativo sistema elettronico di alimentazione per le lampade UV a 30MHz, che permette di risparmiare dal 15% al 40% di energia elettrica, di aumentare la vita della lampada stessa (evitando le violente scariche usate per l’accensione della lampada nel metodo tradizionale) e garantisce inoltre la costanza dell’irraggiamento, controllando e diagnosticando elettronicamente in continuo l’emissione dei raggi UV dalla lampada.

Combinati

Ogni tecnologia offre caratteristiche peculiari che riusciamo a combinare in modo da massimamente efficaci ed efficienti i processi di trattamento di diversi materiali. Ad esempio le microonde agiscono in profondità per evacuare le particelle d’acqua; gli infrarossi sono specifici per l’azione a basse profondità e per l’innalzamento della temperatura; gli ultravioletti perl’essiccazione di vernici e la polimerizzazione di resine fotosensibili.

I principali vantaggi della tecnologia MicroGlass

• L’immediata capacità di penetrazione dell’energia con elevatissime velocità di riscaldamento
• L’attivabilità e la disattivabilità istantanee
• L’eccezionale selettività di riscaldamento di materiali diversi anche a contatto tra loro, purché caratterizzati da diverse proprietà elettromagnetiche
• I notevoli risparmi energetici, conseguenti alla possibilità di riscaldare unicamente l’oggetto o il prodotto d’interesse, che assorbe direttamente l’energia dal campo elettromagnetico radiato dal generatore, evitando il riscaldamento di altra materia (fluidi trasportatori, pareti di forni, etc.)
• L’ottimizzazione del processo di irradiazione conseguente al fatto che, specialmente per materiali con spessori elevati, il riscaldamento avviene dalla profondità alle superficie dell’oggetto anziché viceversa come accade nella generalità dei metodi di riscaldamento per conduzione (tramite fluidi o contatto con corpi solidi caldi) o irradiazione infrarossa.

Tutti i prodotti commercializzati sono coperti da garanzia del produttore. Le macchine della linea combinati, inoltre, sono marchiate CE.