Materialerwärmung mit Mikrowellen
Technologie-Check
Definition und Wirk-/Funktionsprinzip
Bei dem Einsatz von Mikrowellenstrahlung handelt es sich um ein thermisches Verfahren, das in der Regel zum Erwärmen von Bauteilen, zum Trocknen oder Härten eingesetzt werden kann. Der typische Frequenzbereich liegt um 2,45 GHz. Das Grundprinzip basiert darauf, dass in den zu erwärmenden Materialien polarisierbare Moleküle sind. Dieser werden in dem von der Mikrowellenstrahlung erzeugten elektromagnetischen Feld ausgerichtet. Durch ein entsprechendes Wechselfeld werden die Moleküle immer neu ausgerichtet und erzeugen dabei Wärme. Im Gegensatz zu alternativen Verfahren wird diese direkt im Volumen erzeugt und nicht an der Oberfläche. Etabliert ist die Technologie für Trocknung und in der Lebensmittelbranche. Spezialanwendungen, Sinterprozesse sind zum Teil noch in der Entwicklung und nicht industriell verbreitet.
SWOT-Analyse
Stärken
- Sehr schnelles und flexibles Verfahren, das zur Erwärmung von Volumenkörpern genutzt werden kann
- Erreichbare Energieeffizienz ist sehr hoch
- Selektive Prozessführung möglich, um lokal Wärme zu erzeugen
Schwächen
- Investitionskosten sind relativ hoch
- Wirksamkeit hängt von den Materialien ab, die Erwärmt werden sollen
- Wirksamkeit bei inhomogenen Materialien eingeschränkt, führt auch zu ungleichmäßiger Erwärmung
- Know-How für Prozessregelung erforderlich
Chancen
- Prozess kann mit erneuerbaren Energien kombiniert werden und somit nachhaltig geführt werden
- Integration in digitale Prozesssteuerung und Kombination mit Energie- und Lastmanagementsystemen erhöht den Nutzen
- Verstärkter Einsatz in Chemie und Werkstofftechnik
Risiken
- Konkurrenz durch alternative Technologien, wie Induktion oder Infrarot
- Hohe Anforderungen an elektromagnetische Abschirmung
Erfolgsbeispiel
Der Artikel beleuchtet die Eignung von Mikrowellen für Trocknungsarbeiten und das Potenzial zur Energieeinsparung.
Zum Erfolgsbeispiel
Technologieanbieter
Mögliche Technologieanbieter aus Baden-Württemberg: EL-A Verfahrenstechnik GmbH, AFT microwave GmbH