Pemilihan Tabung Pemanas Inframerah untuk Mengeringkan Bahan Basah Terhidrasi: Gelombang pendek atau Gelombang Menengah-panjang?

Bahan koloid berpori banyak kapiler, seperti yang telah disebutkan sebelumnya, adalah salah satu jenis bahan yang paling umum ditemui dalam kehidupan sehari-hari dan proses produksi. Contohnya termasuk kayu, kulit, dan makanan. Bahan-bahan ini merupakan fokus utama dalam studi pengeringan karena relatif mudahnya air dikeluarkan dari kapiler besar, sedangkan ekstraksi air dari mikro-kapiler atau dinding sel jauh lebih menantang. Akibatnya, proses migrasi kelembapan internal pada bahan-bahan ini melibatkan kapiler besar dan mikro, termasuk pengusiran air bebas di dalam rongga sel.

Energi yang dikonsumsi dalam ikatan air di dalam bahan tidak hanya bermanifestasi dalam pengusiran air dari dinding sel atau pada kadar air kesetimbangan, tetapi juga di seluruh proses pengeringan. Dengan demikian, proses pengeringan harus dipandang sebagai transfer energi dan materi yang komprehensif. Mengingat struktur bahan yang kompleks, seperti bahan yang termosensitif dan aktif secara biologis (misalnya, biji-bijian), mekanisme proses perpindahan panas dan massa menjadi rumit.

Air dalam bahan dapat terikat secara kimiawi, terikat secara fisika-kimiawi, atau terikat secara mekanis. Air yang terikat secara kimiawi, di mana air terikat pada padatan oleh kekuatan kimiawi (misalnya, air kristalisasi dalam tembaga sulfat pentahidrat, CuSO4-5H2O), biasanya sulit dihilangkan melalui pemanasan dan secara umum tidak dianggap sebagai bagian dari proses pengeringan, meskipun pengeringan yang berhasil menggunakan pemanasan inframerah serat karbon telah dicapai dengan bola dolomit.

Pengikatan secara fisika-kimia terjadi ketika air atau pelarut mengikat bahan melalui ikatan hidrogen atau gaya van der Waals. Interaksi antara molekul air dan bahan terjadi pada tingkat molekuler, di mana lapisan pertama molekul cairan mengikat paling kuat ke bahan dan lapisan berikutnya mengikat lebih lemah. Perubahan media di sekitarnya dapat dengan mudah mengganggu lapisan-lapisan ini di luar lapisan pertama.

Pengikatan mekanis melibatkan air yang membentuk tegangan permukaan di dalam kapiler material. Kekuatan gabungan air dengan kapiler besar adalah lemah, mirip dengan air murni, di mana tekanan uap air permukaan sama dengan tekanan uap jenuh air murni pada suhu berapa pun, sehingga memudahkan penguapan air. Pada mikro-kapiler, meniskus cekung membentuk ikatan yang kuat dengan dinding kapiler, dan tekanan uap jenuh permukaannya lebih rendah daripada uap jenuh pada suhu yang sama.

Bahan-bahan seperti kayu, makanan, buah-buahan, serbuk, serat, cat, dan pelapis memantulkan, memancarkan, dan menyerap radiasi inframerah. Tidak seperti cairan, koloid, koloid berpori kapiler, dan padatan amorf, mereka tidak hanya menunjukkan spektrum getaran tetapi juga spektrum rotasi. Energi dari spektrum inframerah diserap oleh material, mengubahnya menjadi energi panas.

Selama pemanasan radiatif, bahan hanya mendapatkan energi dengan menyerap radiasi. Radiasi yang ditransmisikan atau dipantulkan tidak berkontribusi pada pemanasan, sehingga tingkat penyerapan menjadi parameter penting untuk mengetahui seberapa efektif energi radiatif digunakan oleh material. Analisis spektrum penyerapan bahan seperti apel, apel kering, kentang, kentang kering, daun teh, kayu, dan cat mengungkapkan bahwa koloid berpori kapiler menyerap paling sedikit pada rentang gelombang pendek, dengan tingkat penyerapan meningkat seiring panjang gelombang dan mencapai puncak penyerapan maksimum pada batas gelombang menengah-panjang.

Mengingat karakteristik ini dan efek molekul air dalam bahan, seperti kayu dan cat yang mengandung gugus hidroksil dan alkil, pita serapan yang signifikan terlihat jelas pada kisaran panjang gelombang 3-6μm. Air di dalam bahan secara signifikan memengaruhi spektrum penyerapan, dengan air cair menunjukkan tiga puncak penyerapan antara 5μm-17μm, sehingga menjadikannya puncak penyerapan optimal untuk radiasi inframerah pada bahan basah yang terhidrasi.

Berdasarkan data eksperimen, mengeringkan bahan basah yang terhidrasi secara efektif membutuhkan tabung pemanas inframerah gelombang menengah-panjang.

Untuk solusi pengeringan canggih yang memanfaatkan teknologi inframerah, percayakan Global Quartz Tube untuk memenuhi kebutuhan spesifik Anda. Untuk lebih jelasnya, kunjungi halaman situs web atau hubungi kami di hubungi@globalquartztube.com.