175734. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szilárd testekben vagy cseppfolyós oldatokban abszorbeált anyagoknak az abszorbenstől való elválasztására mikrohullámú frekvenciával rezgő elektromárneses terekben
3 175734 4 tápvonalon húzták keresztül oly módon, hogy a kezelendő anyag mindenkor az elektromágnes közvetlen útjában helyezkedett el. A tapasztalat azt mutatta, hogy megfelelően nagy elektromágneses energiák felhasználásával a fában tárolt víz elég nagy sebességgel felmelegedett, gőzzé alakult és távozott a faanyagból. Ez a nagy sebességű elgőzölögtetés azonban csak igen vékony lemezeknél biztosított megfelelő szárítást, vastagabb anyagoknál eredménytelen volt, mert a keletkező gőz szétfeszítette az anyagot és felületi repedéseket okozott, ugyanúgy, mint a HF eljárás esetében. Emellett a gőzzé alakításnál a rejtett hő rendkívüli módon csökkentette az energia kihasználás hatásfokát. A fentiek figyelembevételével megállapíthatjuk, hogy mindezideig megoldatlan problémát képez a faanyagok, valamint egyéb nagy nedvességtartalmú és kényes igényeket kielégítő anyagok szárítása és minden esetben visszatérő probléma, hogy a túlzott hőhatás a szárított anyagnál jelentős károsodást és minőségromlást okoz. Feladatul tűztük ki fenti hiba és hátrány kiküszöbölését, nevezetesen azt, hogy a szárítást a hőhatás lehető legnagyobb mértékű kiküszöbölésével, gyakorlatilag hidegen — szobahőmérsékleten, vagy legfeljebb langyos hőmérséklet mellett — végezzük és így tulajdonképpen nem a klasszikus értelemben vett szárítási műveletet végezzük, hanem — például a faanyagnál — a gőzfázis elkerülésével folyadék-fázisban távolítsuk el a faanyagból a vizet. Nyilvánvaló, hogy amennyiben fenti célkitűzésünket sikerül megvalósítani, előre láthatóan az abszorbensből az abszorbeált anyag elválasztása, szeparálása folyamán a rejtett hőre fordított energia megtakarításával lényeges hatásfoknövelés válik lehetségessé. Megfigyeltük, hogy abban az esetben, ha a nagy nedvességtartalmú anyagot a mikrohullámú frekvenciával rezgő elektromágneses tér hatásának oly módon teszszük ki, hogy azt nem éri a közvetlen elektromágneses tér útja, hanem az anyagot a közvetlen elektromágneses energia terjedése útján kívül helyezzük el, még pedig inhomogénné alakított, illetőleg reflexiókkal kialakított szórt elektromágneses térben, vagy ilyen téren át vezetjük, eddig nem tapasztalt jelenséget figyelhetünk meg, nevezetesen azt, hogy a fából a víz különösebb melegedés nélkül kicsurog. Ezen megfigyelések alapján más anyagokkal is végeztünk kísérleteket, például hallal és többfajta növényi anyagokkal, például héjas almával, és azt tapasztaltuk, hogy az így előállított elektromágneses térben elhelyezett anyagból a víz kicsurog és a száraz rostanyag marad vissza. Fenti megfigyelésünk alapján tehát célunkat azáltal érjük el, hogy a kezelendő anyagot mikrohullámú frekvenciával rezgő elektromágneses tér hatásának oly módon tesszük ki, hogy azt a közvetlen elektromágneses energia útján kívül, inhomogénné alakított, illetőleg reflexiókkal kialakított szórt elektromágneses térben helyezzük el, vagy azon át vezetjük. Az abszorbeált anyagnak az abszorbenstől történő szétválasztását hatásában azáltal is fokozhatjuk, hogy az elektromágneses teret a szétválasztás folyamán a reflektáló felület helyzetének változásával változtatjuk. Általában a szárítandó anyagot nem minden esetben kell az abszorbeált anyagtartalmától megfosztani, vagyis nem minden esetben szükséges az abszorbeált anyag teljes eltávolítása; így például a faanyagoknál is előlrják bizonyos mennyiségű víztartalom jelenlétét a szárított anyagban. Ugyanakkor a teljes abszorbeált anyagmennyiség eltávolítása után az abszorbens anyag már melegedni fog, éppen ezért előnyös, ha különböző célokra kísérletileg meghatározzuk azokat a jellemzőket, amelyeknek jelenléténél már elértük a szétválasztás kívánt fokát és ezen jellemzők figyelésével ezek alakulásának függvényében szabályozzuk a szétválasztási folyamatot. Ezt azért tehetjük, mert a szétválasztási folyamat megváltoztatja az elektromágneses tér jellemzőit is. Ezeknek változását figyeljük, és amikor eléri azt az értéket, amelyen feltételezhetően a kezelt anyag az előírt minőségnek megfelel, megszüntetjük a további kezelést. Annak érdekében, hogy a kezelés folyamán semmi esetre se emelkedjen a hőmérséklet olyan fokra, amely a kezelt anyagot károsítja, az elektromágneses teret időbeli megszakításokkal szakaszosan táplálhatjuk energiával. A találmány tárgyát képezi az eljárás foganatosítására alkalmas berendezés is, amelynél elektromágneses tér kialakítására mindenkor derékszögű négyszög keresztméretű üregrezonátort alkalmazunk, amelyet hozzácsatlakozó csőtápvonal szakaszon át táplálunk mikrohullámú teljesítményoszcillátorról, például magnetronról, vagy reflexklisztronról. Találmányunk esetében meander alakú csőtápvonalat nem használunk a szétválasztás céljára. Az üregrezonátorba az elektromágneses energiát az üregrezonátor homloklapjának felső részén, előnyösen érintőlegesen vezetjük be lehetőleg a kezelendő anyagtól legtávolabb eső helyen, és irányával szemben az üregrezonátorban reflektáló felületet helyezünk el úgy, hogy arról az üreg alsó lapján, vagy annak közelében elhelyezkedő kezelendő anyagra, vagy ott átvezetett anyagra jusson, hanem többszörös reflexió keletkezzék az üregrezonátor hátsó lapja és homloklapja között ; ezáltal a kezelendő anyag valóban inhomogén térben helyezkedik el. Természetesen az üregrezonátor alsó lapja közelében az oldallapokon egymással szemközt nyílásokat alakíthatunk ki például deszkalapok, vagy általában szalag alakú anyagok kezelésére, amelyeket az üregrezonátoron áthúzunk. Az üregrezonátorral párhuzamosan további egy vagy több üregrezonátor helyezhető el és ezen elrendezés segítségével gyorsíthatjuk az anyag áthaladási sebességét a teljes kezelő berendezésen át. Tekintettel arra, hogy az anyagok ki- és berakása vagy áthúzása az üregrezonátoron keresztül elkerülhetetlenné teszi az üregrezonátor falán nyílások kialakítását, ezen nyílásokon keresztül a kezelő személyt veszélyes sugárzás érhetné. Ennek elkerülésére a nyílások körül szűrőt helyezünk el, amely meggátolja az elektromágneses sugárzásnak az üregrezonátor teréből való kijutását. Tapasztalatunk szerint az eljárás annál hatásosabb, mennél nagyobb az eltérés az abszorbens és az abszorbeált anyag dielektromos állandója, illetőleg mágneses permeabilitás tényezője között. Azt figyeltük meg, hogy már 20%-os eltérés elégséges a hatás megfelelő érvényesülésére. Természetesen a különböző anyagoknál különböző mikrohullámú frekvenciák mutatkoznak a legkedvezőbbeknek, és eddigi vizsgálataink során általában GHZ nagyságrendű, vagy ennél nagyobb frekvenciákon lehet előnyösen a hatást érvényesíteni. Példaképpen megemlítjük, hogy fűrészáru esetében 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
