Infravörös fűtőcsövek kiválasztása hidratált nedves anyagok szárításához: Rövidhullámú vagy középhosszú hullám?

A kapilláris, többpórusú kolloid anyagok, mint már említettük, az egyik leggyakoribb anyagtípus, amellyel a mindennapi életben és a gyártási folyamatokban találkozhatunk. Ilyen például a fa, a bőr és az élelmiszerek. Ezek az anyagok a szárítás tanulmányozásának egyik fő fókuszában állnak, mivel a víz viszonylag könnyen kiüríthető a nagy kapillárisokból, míg a mikrokapillárisokból vagy a sejtfalakból való vízkivonás lényegesen nagyobb kihívást jelent. Következésképpen a belső nedvesség vándorlási folyamata ezekben az anyagokban mind a nagy, mind a mikrokapillárisokat érinti, beleértve a szabad víz kiáramlását a sejtüregekben.

A víz anyagon belüli megkötése során felhasznált energia nem csak a víznek a sejtfalakból való kilökődésében vagy az egyensúlyi nedvességtartalomnál, hanem a teljes vízelvezetési folyamat során jelentkezik. Így a szárítási folyamatot úgy kell tekinteni, mint egy átfogó energia- és anyagátadást. Tekintettel az anyagok összetett szerkezetére, mint például a hőérzékeny és biológiailag aktív anyagok (pl. vetőmagok), a hő- és anyagátadási folyamatok mechanizmusai összetettek.

Az anyagokban lévő víz lehet kémiailag kötött, fiziko-kémiailag kötött vagy mechanikusan kötött. A kémiailag kötött vizet, amikor a víz kémiai erők révén kötődik a szilárd anyagokhoz (pl. a réz-szulfát-pentahidrát, CuSO4-5H2O kristályosodási vize), jellemzően nehéz eltávolítani fűtéssel, és általában nem tekintik a szárítási folyamat részének, bár a szénszálas infravörös fűtéssel sikeres szárítást értek el dolomitgolyókkal.

Fizikai-kémiai kötődésről akkor beszélünk, amikor a víz vagy az oldószerek hidrogénkötések vagy van der Waals-erők révén kötődnek az anyagokhoz. A vízmolekulák és az anyag közötti kölcsönhatás molekuláris szinten történik, ahol a folyadékmolekulák első rétege kötődik a legerősebben az anyaghoz, a következő rétegek pedig gyengébben. A környező közeg változásai könnyen megzavarhatják ezeket a rétegeket az elsőn túl.

A mechanikai kötés során a víz felületi feszültséget képez az anyag kapillárisaiban. A nagy kapillárisokkal rendelkező víz együttes ereje gyenge, hasonlóan a tiszta vízhez, ahol a felületi nedvesség gőznyomása bármely hőmérsékleten megegyezik a tiszta víz telített gőznyomásával, ami megkönnyíti a víz könnyű elpárolgását. A mikrokapillárisokban a homorú meniszkusz erős kötéseket képez a kapilláris falával, és a felületi telített gőznyomás alacsonyabb, mint a telített gőz azonos hőmérsékleten.

Az olyan anyagok, mint a fa, az élelmiszerek, a gyümölcsök, a porok, a rostok, a festékek és a bevonatok visszaverik, továbbítják és elnyelik az infravörös sugárzást. A folyadékokkal, kolloidokkal, kapillárisan porózus kolloidokkal és amorf szilárd anyagokkal ellentétben ezek nem csak rezgési spektrumot, hanem forgási spektrumot is mutatnak. Az infravörös színképek energiáját az anyag elnyeli, hőenergiává alakítva azt.

A sugárzásos fűtés során az anyagok csak a sugárzás elnyelésével nyernek energiát. Az áteresztett vagy visszavert sugárzás nem járul hozzá a fűtéshez, így az abszorpciós arány kritikus paramétere annak, hogy a sugárzási energiát mennyire hatékonyan hasznosítja az anyag. Az olyan anyagok, mint az alma, a szárított alma, a burgonya, a szárított burgonya, a tealevél, a fa és a festék abszorpciós spektrumának elemzése azt mutatja, hogy a kapilláris porózus kolloidok a rövidhullámú tartományban abszorbeálnak a legkevesebbet, az abszorpciós ráta a hullámhosszal növekszik, és a középhosszú hullámok határán éri el az abszorpciós csúcsértéket.

Tekintettel ezekre a tulajdonságokra és az anyagokban lévő vízmolekulák hatására, mint például a fában és a hidroxil- és alkilcsoportokat tartalmazó festékekben, a 3-6μm-es hullámhossztartományban jelentős abszorpciós sávok jelennek meg. Az anyagokban lévő víz jelentősen befolyásolja az abszorpciós spektrumot, a folyékony víz három abszorpciós csúcsot mutat 5μm-17μm között, így ezek az infravörös sugárzás optimális abszorpciós csúcsai a hidratált nedves anyagokban.

A kísérleti adatok alapján a hidratált nedves anyagok hatékony szárításához középhosszú hullámú infravörös fűtőcsövekre van szükség.

Az infravörös technológiát kihasználó fejlett szárítási megoldások esetében bízzon a Global Quartz Tube-ban, hogy megfeleljen az Ön egyedi igényeinek. További részletekért látogasson el weboldal vagy lépjen kapcsolatba velünk a címen contact@globalquartztube.com.