Un dibattito aperto da decenni nell’industria alimentare è quello relativo su quale sistema di “riscaldamento” sia migliore tra la Radio Frequenza e le Microonde, considerando che entrambe sono tecniche di riscaldamento di tipo “endogeno”, ovvero il riscaldamento avviene direttamente all’interno dei prodotti stessi grazie ad un meccanismo di trasformazione dell’energia di un campo elettromagnetico di frequenza opportuna in energia termica.
La risposta di Stalam su questa domanda è chiaramente a sostegno della Radio Frequenza. Qui di seguito fornisce una serie di aspetti tecnici dimostrati per cui le radiofrequenze costituiscano l’unica o comunque la migliore alternativa in innumerevoli settori applicativi a livello industriale.
I vantaggi della scelta del sistema della Radio Frequenza sono in sintesi:
- Maggiore profondità di penetrazione
- Migliore uniformità di riscaldamento
- Generatori di potenza superiore
- Regolazione della potenza più semplice e maggiore flessibilità operativa
- Maggiore efficienza energetica
- Minori costi di investimento e di manutenzione
- Maggiore sicurezza d’uso (è possibile utilizzo di tunnel aperti)
Maggiore profondità di penetrazione
Le radiofrequenze, invece, grazie alla loro maggiore lunghezza d’onda, rispetto alle microonde, e alla conseguente capacità di penetrare in profondità anche materiali densi e di grandi dimensioni, possono essere ampiamente utilizzate su prodotti di qualsiasi dimensione.
Migliore uniformità di riscaldamento
Nelle radiofrequenze l’energia viene “resa disponibile” sul prodotto mediante una coppia di elettrodi, di forma e dimensioni studiate appositamente per l’applicazione, in modo tale che il prodotto possa assorbirne l’energia in modo diffuso ed uniforme, mentre nelle microonde non controllabile con precisione.
Generatori di potenza superiore
I generatori di radiofrequenze per uso industriale sono in grado di erogare potenze unitarie fino a 150-180 kW. Di norma uno o due generatori sono sufficienti a soddisfare le esigenze di trattamento termico o di capacità evaporativa nelle linee di produzione nei più svariati settori applicativi. Viceversa, i magnetrons utilizzati quali generatori di microonde sono caratterizzati da valori di potenza erogata dell’ordine di qualche kW (in genere da 1 a 3 kW a 2450 MHz).
Regolazione della potenza più semplice e maggiore flessibilità operativa
La radiofrequenza è una forma di energia che viene resa disponibile sul prodotto, piuttosto che “forzata” sullo stesso, e la sua erogazione può essere “modulata” secondo le esigenze, indipendentemente dalla quantità di prodotto sottoposta al processo, evitando rischi di sovraessicazione.
Maggiore efficienza energetica
Sebbene i rendimenti energetici teorici dei generatori RF e dei magnetrons, il rendimento energetico complessivo degli impianti a microonde ha valori dell’ordine del 50-55% ca. contro il 60-65% ca. degli impianti RF. Ne consegue un vantaggio energetico complessivo degli impianti RF nell’ordine del 10-15% rispetto agli equivalenti (come potenzialità) a microonde.
Minori costi di investimento e di manutenzione
Nel caso degli impianti industriali di grandi dimensioni, le radiofrequenze, grazie ai generatori di potenza unitaria elevata ed alla semplicità dell’elettronica di gestione, sono decisamente più competitive con costi di impianto nettamente inferiori agli impianti a microonde, anche a livello di costi di manutenzione successive alla messa in servizio.
Maggiore sicurezza d’uso
Le microonde, avendo lunghezza d’onda molto ridotta, risultano particolarmente “aggressive” e difficili da schermare. Sono d’obbligo anche rilevatori di perdite interbloccati con i generatori. Al contrario, le radiofrequenze hanno lunghezze d’onda molto più elevate che non solo le rendono meno aggressive, ma ne rendono assai semplice la schermatura con valori di emissione ben al di sotto dei livelli di legge. Inoltre è possibile utilizzare in assoluta sicurezza tunnel di trattamento aperti, diversamente dai sistemi microonde.
Radio frequency vs Microwave: the answer from Stalam
For decades, a common open question in the food industry has always been “what is best heating system between Radio Frequency and Microwave?”. Both are “endogenous” heating methods, that is the heating is generated directly throughout its mass. This is obtained by the conversion of energy from an electromagnetic field (oscillating at a suitable frequency) into thermal energy.
Stalam’s answer to this question clearly supports Radio Frequency (or RF). The specific and unique features of RF technology and equipment make this technique often the best and sometimes the only solution applicable to countless industrial processes, some of which are:
- Higher penetration depth
- Better heating uniformity
- Higher power generators
- Easier power adjustment and higher operational flexibility
- Higher energy efficiency
- Lower investment and maintenance costs
- Safer to operate with industrial equipment (open treatment tunnel – option)
Higher penetration depth
Radio frequencies thanks to their longer wavelength and consequent ability to penetrate deeply even dense and large size materials, can be widely used on products having virtually any dimension.
Better heating uniformity
In Radio Frequency technology the energy for the required treatment is delivered though an applicator whose geometry is designed and set according to the product shape and size. Hence, the product can absorb the energy evenly and diffusely. Whereas with MicroWaves the energy cannot be controlled accurately and that normally causes uneven treatment and temperatures.
Higher power generators
Radio frequency generators for industrial applications can deliver power values up to one hundred kilowatts or more each. One or two RF generators are usually sufficient to reach the total output power necessary to satisfy the needs of thermal treatment or drying capacity required by production lines in different industrial sectors. On the contrary, magnetrons used to generate microwaves can deliver unit power values up to a few kilowatts only (generally about 1 to 3 kW, seldom more, at 2450 MHz).
Easier power adjustment and higher operational flexibility
Radio frequency is “made available” to the product, rather than “delivered” or “forced” onto it; the actual energy absorbed by the product can be modulated accurately according to the process requirements simply by adjusting the working parameters of the electrodes, irrespective on the quantity of product submitted to the process, reducing the risk of over-drying or overheating.
Higher energy efficiency
Although the energy efficiency of RF and MW generators is comparable (around 70%), the working mode and the energy reflection phenomena in microwave equipment make their overall energy efficiency about 55% against 60-65% of RF equipment. Therefore, the result is an energy saving of about 10-15% when using RF equipment in comparison with the corresponding microwave equipment.
Lower investment and maintenance costs
In case of industrial equipment, differently from domestic ovens, the price of radio frequency equipment becomes highly competitive compared to microwave, thanks to the high-powered generators and to their simple electronic controls. Also when considering first implementation costs and then maintenance costs.
Safer operation on industrial equipment (open treatment tunnel available)
Microwaves, which have a short wavelength, are particularly “aggressive” and difficult to shield. Leakage detectors interlocked with the generators are a must, too. Radio frequencies, on the contrary, have a much longer wavelength which makes them significantly less aggressive and easier to shield under the emission levels accepted by the international standards. In particular, it is possible to use open treatment tunnels without any safety concern, by simply fitting them with suitably designed product inlet.
