Infrapunaküttetorude valik hüdraaditud märgade materjalide kuivatamiseks: Lühilaine või keskmise pikkusega laine?

Nagu eelnevalt mainitud, on kapillaarsed mitmepoorsed kolloidsed materjalid üks kõige tavalisemaid materjale, mida kohtab igapäevaelus ja tootmisprotsessides. Näidetena võib tuua puidu, naha ja toidu. Need materjalid on kuivatamise uurimisel olulisel kohal, sest vett on suhteliselt lihtne välja juhtida suurtest kapillaaridest, samas kui vee väljavõtmine mikrokapillaaridest või rakuseintelt on tunduvalt keerulisem. Järelikult hõlmab nende materjalide sisemise niiskuse rändeprotsess nii suuri kui ka mikrokapillaare, sealhulgas vaba vee väljutamist rakuõõnsustes.

Vee sidumisel materjalis kuluv energia ei avaldu mitte ainult vee väljutamisel rakuseintelt või tasakaaluniiskuse korral, vaid kogu kuivamisprotsessi vältel. Seega tuleks kuivamisprotsessi vaadelda kui terviklikku energia- ja aineülekannet. Arvestades materjalide, nagu näiteks soojustundlike ja bioloogiliselt aktiivsete materjalide (nt seemnete) keerulist struktuuri, on soojus- ja ainevahetusprotsesside mehhanismid keerulised.

Vesi võib olla materjalides keemiliselt, füüsikalis-keemiliselt või mehaaniliselt seotud. Keemiliselt seotud vett, mille puhul vesi on keemiliste jõudude abil seotud tahkete ainetega (nt kristalliseerumisvesi vasksulfaatpentahüdraadis CuSO4-5H2O), on tavaliselt raske eemaldada kuumutamise teel ja seda ei peeta üldiselt kuivatusprotsessi osaks, kuigi dolomiidikuulide puhul on saavutatud edukas kuivatamine süsinikkiudude infrapunakiirguse abil.

Füüsikalis-keemiline sidumine toimub siis, kui vesi või lahustid seonduvad materjalidega vesiniksidemete või van der Waalsi jõudude kaudu. Vee molekulide ja materjali vaheline vastastikmõju toimub molekulaarsel tasandil, kus esimene vedeliku molekulide kiht seondub materjaliga kõige tugevamalt ja järgmised kihid nõrgemalt. Muutused ümbritsevas keskkonnas võivad kergesti häirida neid kihte, mis jäävad esimesest kihist kaugemale.

Mehaaniline sidumine hõlmab vee moodustamist pindpinevuse kaudu materjali kapillaarides. Suurte kapillaaridega vee kombineeritud jõud on nõrk, sarnaselt puhta veega, kus pinnaniiskuse aururõhk on võrdne puhta vee küllastunud aururõhuga mis tahes temperatuuril, mis hõlbustab vee hõlpsat aurustumist. Mikrokapillaarides moodustab kumer menisk tugevat sidet kapillaaride seintega ja selle pinna küllastusaururõhk on madalam kui küllastusauru rõhk samal temperatuuril.

Sellised materjalid nagu puit, toit, puuviljad, pulbrid, kiudained, värvid ja pinnakatted peegeldavad, edastavad ja neelavad infrapunakiirgust. Erinevalt vedelikest, kolloididest, kapillaarpoorsetest kolloididest ja amorfsetest tahkistest ainetest on neil lisaks võnkespektrile ka pöörlemisspektrile. Infrapunaspektri energia neeldub materjalis, muutes selle soojusenergiaks.

Kiirguskuumuse ajal saavad materjalid energiat ainult kiirgust neelates. Läbi läinud või peegeldunud kiirgus ei aita kaasa soojendamisele, mistõttu on neeldumise määr kriitiline parameeter selle kohta, kui tõhusalt kiirgusenergia materjalis ära kasutatakse. Selliste materjalide nagu õunad, kuivatatud õunad, kartulid, kuivatatud kartulid, teelehtede, puidu ja värvi neeldumisspektrite analüüs näitab, et kapillaarpoorsed kolloidid neelavad kõige vähem lühilainetes, kusjuures neeldumiskiirused suurenevad lainepikkusega ja saavutavad neeldumise maksimumi keskmise pikkusega lainete piiril.

Arvestades neid omadusi ja vee molekulide mõju materjalides, nagu puit ja värv, mis sisaldavad hüdroksüül- ja alküülrühmi, on 3-6μm lainepikkuse vahemikus märgatavad olulised neeldumisribad. Vesi materjalides mõjutab oluliselt neeldumisspektrit, kusjuures vedel vesi näitab kolme neeldumishoogu vahemikus 5μm-17μm, mistõttu on need optimaalsed neeldumishoovad infrapunakiirguse jaoks hüdraaditud märgades materjalides.

Katseandmete põhjal on hüdraaditud märgade materjalide tõhusaks kuivatamiseks vaja keskmise pikkusega infrapunakiirguse soojendustorusid.

Infrapunatehnoloogiat kasutavate täiustatud kuivatuslahenduste puhul usaldage Global Quartz Tube'i, et rahuldada teie erivajadusi. Lisateabe saamiseks külastage meie veebisait või võtke meiega ühendust aadressil contact@globalquartztube.com.