Infraraudonųjų spindulių šildymo vamzdžių parinkimas hidratuotoms drėgnoms medžiagoms džiovinti: Trumpos ar vidutinio ilgio bangos?

Kapiliarinės daugiasluoksnės koloidinės medžiagos, kaip jau minėta, yra vienos iš labiausiai paplitusių medžiagų, su kuriomis susiduriama kasdieniame gyvenime ir gamybos procesuose. Tokių medžiagų pavyzdžiai yra mediena, oda ir maistas. Šios medžiagos yra pagrindinis džiovinimo tyrimų objektas dėl to, kad iš didelių kapiliarų vandenį galima palyginti lengvai pašalinti, o iš mikrokapiliarų ar ląstelių sienelių išgauti vandenį yra gerokai sudėtingiau. Todėl šių medžiagų vidinės drėgmės migracijos procesas apima ir didelius, ir mikrokapiliarus, įskaitant laisvo vandens išstūmimą ląstelių ertmėse.

Energija, sunaudojama vandeniui medžiagoje susijungti, pasireiškia ne tik išstumiant vandenį iš ląstelių sienelių arba esant pusiausvyros drėgmės kiekiui, bet ir viso drenažo proceso metu. Taigi džiovinimo procesą reikėtų vertinti kaip visapusišką energijos ir medžiagos perdavimą. Atsižvelgiant į sudėtingą medžiagų, pavyzdžiui, termojautrių ir biologiškai aktyvių medžiagų (pvz., sėklų), struktūrą, šilumos ir masės perdavimo procesų mechanizmai yra sudėtingi.

Medžiagose esantis vanduo gali būti chemiškai, fizikiniu ir cheminiu požiūriu arba mechaniškai surištas. Chemiškai surištą vandenį, kai vanduo su kietosiomis medžiagomis susijungęs cheminėmis jėgomis (pvz., vario sulfato pentahidrato (CuSO4-5H2O) kristalizacijos vanduo), paprastai sunku pašalinti kaitinant ir paprastai jis nelaikomas džiovinimo proceso dalimi, nors sėkmingai džiovinti naudojant anglies pluošto infraraudonųjų spindulių kaitinimą pavyko dolomito rutuliukus.

Fizikinis ir cheminis jungimas vyksta, kai vanduo arba tirpikliai jungiasi su medžiagomis vandeniliniais ryšiais arba van der Valso jėgomis. Vandens molekulių ir medžiagos sąveika vyksta molekuliniu lygmeniu, kai pirmasis skysčio molekulių sluoksnis su medžiaga jungiasi stipriausiai, o vėlesni sluoksniai jungiasi silpniau. Aplinkinės terpės pokyčiai gali lengvai suardyti šiuos sluoksnius už pirmojo.

Mechaninio surišimo metu vanduo medžiagos kapiliaruose sukuria paviršiaus įtempimą. Jungiamoji vandens jėga su dideliais kapiliarais yra silpna, panaši į gryno vandens, kuriame paviršinės drėgmės garų slėgis bet kurioje temperatūroje yra lygus gryno vandens sočiųjų garų slėgiui, o tai palengvina lengvą vandens garavimą. Mikrokapiliaruose įgaubtas meniskas sudaro stiprius ryšius su kapiliaro sienelėmis, o jo paviršiaus prisotinto vandens garų slėgis yra mažesnis už tos pačios temperatūros prisotinto vandens garų slėgį.

Tokios medžiagos kaip mediena, maistas, vaisiai, milteliai, pluoštai, dažai ir dangos atspindi, praleidžia ir sugeria infraraudonuosius spindulius. Skirtingai nei skysčiai, koloidai, kapiliariniai porėti koloidai ir amorfiniai kietieji kūnai, jie pasižymi ne tik virpesių, bet ir sukimosi spektrais. Infraraudonųjų spindulių spektrų energiją medžiaga sugeria, paversdama ją šilumine energija.

Spindulinio kaitinimo metu medžiagos įgyja energijos tik sugerdamos spinduliuotę. Perduodama arba atspindima spinduliuotė prie kaitinimo neprisideda, todėl absorbcijos lygis yra labai svarbus parametras, lemiantis, kaip efektyviai medžiaga panaudoja spinduliavimo energiją. Analizuojant tokių medžiagų kaip obuoliai, džiovinti obuoliai, bulvės, džiovintos bulvės, arbatos lapai, mediena ir dažai sugerties spektrus, paaiškėjo, kad kapiliariniai akyti koloidai mažiausiai sugeria trumpųjų bangų ruože, o sugerties rodikliai didėja didėjant bangos ilgiui ir pasiekia didžiausias sugerties viršūnes ties vidutinio ilgio bangų riba.

Atsižvelgiant į šias savybes ir vandens molekulių poveikį medžiagose, pavyzdžiui, medienoje ir dažuose, turinčiose hidroksilo ir alkilo grupių, 3-6 μm bangų ilgio diapazone matomos didelės sugerties juostos. Medžiagose esantis vanduo daro didelę įtaką sugerties spektrui, o skystas vanduo pasižymi trimis sugerties smailėmis 5 μm-17 μm diapazone, todėl šios smailės yra optimalios infraraudonosios spinduliuotės sugerties smailės hidratuotose drėgnose medžiagose.

Remiantis eksperimentiniais duomenimis, hidratuotoms drėgnoms medžiagoms veiksmingai džiovinti reikia vidutinio ilgio bangų infraraudonųjų spindulių kaitinimo vamzdžių.

Dėl pažangių džiovinimo sprendimų, kuriuose naudojama infraraudonųjų spindulių technologija, pasitikėkite "Global Quartz Tube", kad patenkintumėte savo konkrečius poreikius. Norėdami gauti daugiau informacijos, apsilankykite mūsų Interneto svetainė arba susisiekite su mumis el contact@globalquartztube.com.