氮化鎵(GaN)和RF(射頻)能量應用將為工業(yè)市場帶來重大變革。我們研究了氮化鎵如何改變烹飪、等離子體照明和醫(yī)療過程，接下來將在日常生活中的射頻能量系列第4部分中研究氮化鎵如何用于工業(yè)加熱和干燥。

從工業(yè)角度來看，射頻能量并不是一種新技術。多年來，射頻干燥器一直為對傳統(tǒng)方法反應不佳的材料進行工業(yè)加熱和干燥。陶瓷、玻璃和玻璃纖維應用需要干燥時不發(fā)生開裂的工藝。在其他方法完全失敗時，在許多情況下，射頻能量為干燥這些材料提供了唯一選擇，因為它能以受控的方式除去水分。

射頻技術的創(chuàng)新將使整個加熱和干燥過程實現(xiàn)更高的效率和更優(yōu)的控制。以前的射頻應用需要使用磁控管來產(chǎn)生能量，但是通過使用半導體器件，整個系統(tǒng)的成本結(jié)構(gòu)會降低，應用可實現(xiàn)更高的精度和更優(yōu)的控制。食品加工、工業(yè)加熱和干燥以及能源工業(yè)的使用僅僅是一個開始。所實現(xiàn)的低成本和高精度可助力行業(yè)領導者(如MACOM)在整個市場中部署創(chuàng)新。

農(nóng)業(yè)過程和射頻能量

在之前的博客文章中，我們已經(jīng)討論過射頻技術如何使消費者的烹飪能力發(fā)生質(zhì)的變化。然而，食品加工中的應用在供應鏈的早期便已開始，射頻在輔助巴氏殺菌和干燥的過程中發(fā)揮著重要作用。國立衛(wèi)生研究院(NIH)指出，干燥是許多食品行業(yè)和許多農(nóng)業(yè)國家/地區(qū)不可缺少的過程。其研究指出，“大量的食品通過干燥來延長保質(zhì)期、降低包裝成本、減少運輸重量、改善外觀、保留原始味道以及保持營養(yǎng)價值。”

用于商業(yè)干燥過程的射頻能量可實現(xiàn)更高精度和更優(yōu)控制，能夠為許多其他農(nóng)業(yè)應用提供諸多優(yōu)勢。例如，農(nóng)民和工業(yè)食品生產(chǎn)商在搶收作物，以免干燥時間過長而造成作物干癟。對于谷物、豆類和種子，射頻干燥方法可以更快速地去除水分、縮短加工時間，使作物發(fā)揮最大潛力和營養(yǎng)價值。射頻能量不僅可以更高效地烹飪家中的食物，還將成為讓您獲得優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)的農(nóng)業(yè)流程的一部分。MACOM和射頻能量聯(lián)盟正帶頭為這些應用實現(xiàn)固態(tài)技術，從而通過工藝消除價格和尺寸障礙。

紙張、紡織品和木材

在他們的書籍《食品加工中的射頻加熱：原理和應用》中，George B. Awuah、Hosahalli S. Ramaswamy和Juming Tang詳細介紹了通過射頻加熱和干燥方法實現(xiàn)的各種應用(從干菜到苜蓿)。他們還指出，木材、塑料、藥物、紙張和紡織品都可以使用射頻能量來降低工業(yè)過程的成本、提高工業(yè)過程的效率。由于射頻能量改變了制造上述每種材料的基本步驟，應用范圍預計也會擴大。像MACOM這樣的領導者正在將氮化鎵和固態(tài)半導體技術與這些過程相結(jié)合，以更低的成本進行廣泛使用，從而改變行業(yè)的基礎狀況。

采油

與傳統(tǒng)的干燥和加熱方法相比，射頻能量使用更少的能量，而且高精度可使每瓦都得到有效利用。從節(jié)能的角度來看，射頻能量能夠通過兩種方法為行業(yè)帶來優(yōu)勢，即降低成本和優(yōu)化控制。

除節(jié)能外，氮化鎵和射頻能量的另一個能源優(yōu)勢是非常適合石油工業(yè)中的工業(yè)干燥和加熱應用。Suncor等公司已開始通過射頻能量進行試驗， 以便為采油過程增加熱量并生產(chǎn)重質(zhì)原油。雪佛龍公司將在多步過程中使用射頻作為一種開采方法，并就此提交了專利申請。這些技術將幫助石油公司更多地開采石油，更好地控制石油開采過程，還可以減少浪費、提高投資回報率以及降低加熱和開采過程的成本，隨時準備變革石油工業(yè)。

減少對環(huán)境的影響

采用固態(tài)技術還有望改變石油開采對環(huán)境的影響。水力壓裂是一種石油開采技術，涉及使用熱水和化學品生產(chǎn)原油。此過程的副作用包括污染水質(zhì)，甚至發(fā)生人為地震。射頻能量可實現(xiàn)高性價比的替代方案，可減少用水和受污染的殘渣。另外，這些采油方法的精確度可減小整個環(huán)境的影響。高水平控制使射頻能量能夠改善采油方法，同時減少溫室氣體排放。

提高可靠性

固態(tài)射頻能量設備在這些工業(yè)應用中的另一個重要優(yōu)勢是提高了通常全天候運行的過程可靠性?；诖趴毓艿南到y(tǒng)通常會隨著時間的推移而降低性能并且需要不斷維護或更換，而全新的固態(tài)系統(tǒng)能夠無維護運行，卻不會降低性能。

行業(yè)內(nèi)外

隨著射頻能量通過加大控制來改進工藝的機會持續(xù)增多，MACOM將繼續(xù)與行業(yè)領導者合作，以應用最佳實踐并通過我們的硅基氮化鎵(GaN-on-Si)解決方案實現(xiàn)射頻能量。確保了解有關射頻能量趨勢應用及其如何應用于您的日常生活的更多信息，并核實創(chuàng)建用于簡化射頻能量應用設計過程的MACOM工具包。