Выбор инфракрасных нагревательных трубок для сушки гидратированных влажных материалов: Коротковолновые или средне-длинноволновые?

Капиллярные многопористые коллоидные материалы, как уже говорилось, являются одним из наиболее распространенных типов материалов, встречающихся в повседневной жизни и производственных процессах. В качестве примера можно привести дерево, кожу и продукты питания. Эти материалы являются предметом пристального внимания при изучении сушки из-за относительной легкости, с которой вода может быть выведена из крупных капилляров, в то время как извлечение воды из микрокапилляров или клеточных стенок значительно сложнее. Следовательно, в процесс миграции внутренней влаги в этих материалах вовлечены как крупные, так и микрокапилляры, включая вытеснение свободной воды в полости клеток.

Энергия, затрачиваемая на связывание воды внутри материала, проявляется не только при изгнании воды из стенок клеток или при равновесном содержании влаги, но и в течение всего процесса осушения. Таким образом, процесс сушки следует рассматривать как комплексный перенос энергии и вещества. Учитывая сложную структуру материалов, таких как термочувствительные и биологически активные материалы (например, семена), механизмы процессов тепло- и массопереноса являются сложными.

Вода в материалах может быть химически связанной, физико-химически связанной или механически связанной. Химически связанная вода, когда вода связана с твердыми веществами химическими силами (например, кристаллизационная вода в пентагидрате медного купороса, CuSO4-5H2O), обычно трудно удаляется нагреванием и обычно не рассматривается как часть процесса сушки, хотя успешная сушка с использованием инфракрасного нагрева углеродного волокна была достигнута с доломитовыми шариками.

Физико-химическое связывание происходит, когда вода или растворители связываются с материалами посредством водородных связей или сил Ван-дер-Ваальса. Взаимодействие между молекулами воды и материалом происходит на молекулярном уровне, где первый слой молекул жидкости прочнее всего связывается с материалом, а последующие слои связываются слабее. Изменения в окружающей среде могут легко нарушить эти слои, выходящие за пределы первого.

При механическом связывании вода образует поверхностное натяжение в капиллярах материала. Совместная сила воды с крупными капиллярами слабая, подобно чистой воде, где давление паров поверхностной влаги равно давлению насыщенных паров чистой воды при любой температуре, что способствует легкому испарению воды. В микрокапиллярах вогнутый мениск образует прочные связи со стенками капилляра, и давление насыщенного пара на его поверхности ниже, чем давление насыщенного пара при той же температуре.

Такие материалы, как древесина, продукты питания, фрукты, порошки, волокна, краски и покрытия, отражают, пропускают и поглощают инфракрасное излучение. В отличие от жидкостей, коллоидов, капиллярно-пористых коллоидов и аморфных твердых тел, они демонстрируют не только колебательные, но и вращательные спектры. Энергия инфракрасного спектра поглощается материалом, преобразуясь в тепловую энергию.

При радиационном нагреве материалы получают энергию только за счет поглощения излучения. Прошедшее или отраженное излучение не способствует нагреву, поэтому уровень поглощения является критическим параметром, определяющим, насколько эффективно материал использует энергию излучения. Анализ спектров поглощения таких материалов, как яблоки, сушеные яблоки, картофель, сушеный картофель, чайные листья, дерево и краска, показывает, что капиллярно-пористые коллоиды меньше всего поглощают в коротковолновом диапазоне, при этом скорость поглощения увеличивается с ростом длины волны и достигает максимального пика поглощения на границе средних и длинных волн.

Учитывая эти характеристики и влияние молекул воды внутри материалов, таких как дерево и краски, содержащие гидроксильные и алкильные группы, в диапазоне длин волн 3-6 мкм наблюдаются значительные полосы поглощения. Вода в составе материалов существенно влияет на спектр поглощения, при этом жидкая вода демонстрирует три пика поглощения в диапазоне 5-17 мкм, что делает эти пики оптимальными для инфракрасного излучения в гидратированных влажных материалах.

Исходя из экспериментальных данных, для эффективной сушки гидратированных влажных материалов требуются инфракрасные нагревательные трубки средней длины.

Если вы хотите получить передовые решения в области сушки с использованием инфракрасной технологии, доверьте Global Quartz Tube удовлетворение ваших конкретных потребностей. Для получения более подробной информации посетите наш сайт Веб-сайт или свяжитесь с нами по адресу contact@globalquartztube.com.