Apakah Hamburan Inframerah Dipertimbangkan Saat Menggunakan Tabung Pemanas Serat Karbon untuk Mengeringkan Bahan Basah dalam Produksi Industri?

Dalam produksi industri, pemanas listrik biasanya digunakan untuk memanaskan dan mengeringkan bahan basah. Prinsip-prinsip pengeringan utama meliputi hal-hal berikut: yang pertama melibatkan pemanasan bahan melalui suhu lingkungan yang tinggi untuk mencapai pengeringan; yang kedua menggunakan gelombang mikro untuk memanaskan dan mengeringkan bahan; yang ketiga menggunakan pemanasan radiasi inframerah; dan yang keempat melibatkan pengeringan dehidrasi suhu rendah. Proses-proses ini bervariasi dalam teknik tetapi memiliki tujuan yang sama: mengeluarkan uap air dari bahan basah, menghasilkan produk kering untuk mengurangi biaya penyimpanan dan transportasi serta durasi penyimpanan.

Sekarang, mari kita bahas secara singkat, apakah kita perlu mempertimbangkan struktur mikroskopis bahan dan pengaruhnya terhadap pantulan dan hamburan radiasi inframerah apabila menggunakan tabung pemanas serat karbon untuk pengeringan.

Intensitas hamburan radiasi oleh cairan dan padatan berbanding lurus dengan suhu termodinamika dan dipengaruhi oleh kepadatan material, biasanya meningkat dengan kepadatan yang lebih besar. Selain itu, hal ini juga terkait dengan tegangan permukaan cairan, yang meningkat seiring dengan menurunnya tegangan permukaan. Air memiliki koefisien tegangan permukaan tertinggi, sehingga menunjukkan hamburan radiasi yang lebih rendah dibandingkan dengan cairan lainnya.

Apabila radiasi inframerah gelombang menengah hingga gelombang panjang berinteraksi dengan butiran pati atau sel tumbuhan, radiasi ini akan membangkitkan getaran yang kompleks. Oleh karena itu, getaran partikel tidak konstan, dan hamburan radiasi partikel mencakup efek gabungan dari pantulan, pembiasan, dan radiasi sekunder.

Fenomena hamburan pada tingkat molekuler umumnya terjadi di tempat yang materialnya heterogen, seperti area dengan gradien densitas, gradien kelembapan, gradien temperatur, anisotropi, dan ketidakhomogenan struktural. Pori-pori dan kapiler yang tidak beraturan di dalam material, bersama dengan tepi permukaan cairan kapiler, dapat menyebabkan hamburan radiasi dan perubahan arah radiasi. Dengan demikian, ketika mempelajari efek pemanasan dari radiasi inframerah tabung pemanas serat karbon, perlu dipertimbangkan apakah efek hamburan ini dapat berdampak pada radiasi.

Dinding pori dan membran sel bahan tanaman terdiri dari partikel koloid, yang berfungsi sebagai pusat hamburan di dalam bahan, yang menyebabkan beberapa hamburan. Bahkan pada bahan yang tebalnya kurang dari 1μm, lebih dari dua kali hamburan dapat terjadi, menyerap energi radiasi. Oleh karena itu, karakteristik material dan perpindahan panas radiatif sangat terkait erat.

Zat-zat seperti kayu, teh, dan buah-buahan memiliki struktur koloid berpori yang menunjukkan pita serapan tinggi untuk radiasi inframerah di sekitar panjang gelombang 20μm. Penyerapan yang tinggi ini disebabkan oleh semua komponen struktur koloid berpori yang menyerap radiasi inframerah. Oleh karena itu, apabila menggunakan tabung pemanas serat karbon untuk memanaskan atau mengeringkan bahan-bahan ini, sangatlah penting untuk mencocokkan panjang gelombang serapan puncak bahan.

Bahan yang mengandung uap air, khususnya dalam pita spektral tertentu, menunjukkan daya pantul yang rendah terhadap radiasi inframerah. Hal ini khususnya terlihat pada lapisan permukaan kayu yang mengandung uap air, yang menyebabkan berkurangnya daya pantul. Seiring dengan meningkatnya kadar air dalam pita spektral ini, tingkat penyerapan energi radiasi inframerah juga meningkat.