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마이크로파 가열의 특성과 공업가열에의 응용

전문가 제언: ○ 마이크로파 가열은 전자파에 의한 작용으로 피가열물을 분자운동과 이온전도에 의한 발생 열로 가열하는 방법이며 일반적인 열전달에 의한 가열방식과는 다르다. 열풍이나 온수와 같이 열매체를 이용하는 가열방법은 열전도나 대류와 같은 열전달에 의해 가열하지만 마이크로파는 광속으로 물질 내부까지 침투하여 물질 구성 분자 내에서 열에너지로 변환하여 가열한다.

○ 마이크로파 가열이 응용되는 공업 분야는 식품, 고무, 목재, 화학, 요업 및 섬유 등이며 다양한 방식으로 이용되고 있다. 최근에는 환경 문제나 에너지절약 문제를 해결하기 위한 방법으로 마이크로파 가열의 이용이 주목을 받고 있다.

○ 마이크로파는 라디오파와 적외선 사이의 파장을 가진 전자기파로서 파장이 1mm~1m이고 주파수는 300MHz~300GHz이다. 이동통신, 전자레인지를 비롯해서 대형 식품의 조리와 해동, 신약 합성, 바이오디젤 합성, 다이아몬드 코팅, 무선전력 전송 등의 여러 분야에 응용되고 있다.

○ 전자레인지에 사용되는 마이크로파는 마그네트론인 마이크로파 발진기(진공관)에 의해 발생되는데 한국전자통신연구원에서는 2008년 연속 출력이 30kW이고 효율이 약 80%인 고출력 고효율 마그네트론 발진기의 기술 개발에 성공하였다.

○ 또한 한국전기연구원에서는 최근에 고효율 마이크로파 가열에 의한 바이오디젤의 고속 합성이 가능한 핵심기술의 개발에 성공하였다고 발표하였다. 마이크로파 가열은 물질 내부를 직접 가열하여 합성반응을 촉진시키기 때문에 기존의 보일러 가열방식보다 약 10배 이상 빠르고 에너지 소비량도 절반으로 줄일 수 있다.

○ 이 기술은 연속적으로 대두유, 야자유와 같은 식물성 기름을 바이오디젤로 전환할 수 있으며 또한 에너지 소비량 절감에 의한 에너지 비용의 절감효과와 반응속도의 촉진에 의해 생산원가를 낮출 수 있는 장점이 있다.

저자: A.Harada
자료유형: 학술정보