Hidratlı Islak Malzemelerin Kurutulması için Kızılötesi Isıtma Tüplerinin Seçimi: Kısa Dalga mı Orta-Uzun Dalga mı?

Kılcal çok gözenekli kolloidal malzemeler, daha önce de belirtildiği gibi, günlük yaşamda ve üretim süreçlerinde karşılaşılan en yaygın malzeme türlerinden biridir. Örnekler arasında ahşap, deri ve gıda yer almaktadır. Bu malzemeler, suyun büyük kılcal damarlardan dışarı atılabilmesinin nispeten kolay olması nedeniyle kurutma çalışmalarında önemli bir odak noktasıdır, oysa suyun mikro kılcal damarlardan veya hücre duvarlarından çıkarılması çok daha zordur. Sonuç olarak, bu malzemelerdeki iç nemin taşınma süreci, hücre boşlukları içindeki serbest suyun dışarı atılması da dahil olmak üzere hem büyük hem de mikro kılcal damarları içerir.

Suyun malzeme içinde bağlanması sırasında harcanan enerji, sadece suyun hücre duvarlarından atılmasında veya denge nem içeriğinde değil, tüm drenaj süreci boyunca kendini gösterir. Bu nedenle, kurutma işlemi kapsamlı bir enerji ve madde transferi olarak görülmelidir. Isıya duyarlı ve biyolojik olarak aktif malzemeler (örneğin tohumlar) gibi malzemelerin karmaşık yapısı göz önüne alındığında, ısı ve kütle aktarım süreçlerinin mekanizmaları karmaşıktır.

Malzemelerdeki su kimyasal olarak bağlı, fiziko-kimyasal olarak bağlı veya mekanik olarak bağlı olabilir. Suyun kimyasal kuvvetlerle katılara bağlandığı kimyasal olarak bağlı suyun (örneğin bakır sülfat pentahidrat, CuSO4-5H2O'daki kristalleşme suyu) ısıtma yoluyla uzaklaştırılması tipik olarak zordur ve genellikle kurutma işleminin bir parçası olarak kabul edilmez, ancak karbon fiber kızılötesi ısıtma kullanılarak dolomit bilyelerle başarılı bir kurutma elde edilmiştir.

Fiziko-kimyasal bağlanma, su veya çözücüler hidrojen bağları veya van der Waals kuvvetleri yoluyla malzemelere bağlandığında meydana gelir. Su molekülleri ve malzeme arasındaki etkileşim, sıvı moleküllerinin ilk katmanının malzemeye en güçlü şekilde bağlandığı ve sonraki katmanların daha zayıf bağlandığı moleküler düzeyde gerçekleşir. Çevreleyen ortamdaki değişiklikler bu katmanları ilkinin ötesinde kolayca bozabilir.

Mekanik bağlanma, suyun malzemenin kılcal damarları içinde yüzey gerilimi oluşturmasını içerir. Suyun büyük kılcal damarlarla birleşik kuvveti, yüzey neminin buhar basıncının herhangi bir sıcaklıkta saf suyun doymuş buhar basıncına eşit olduğu ve suyun kolayca buharlaşmasını kolaylaştıran saf suya benzer şekilde zayıftır. Mikro kılcal damarlarda, içbükey bir menisküs kılcal duvarlarla güçlü bağlar oluşturur ve yüzey doygunluk buhar basıncı aynı sıcaklıktaki doygunluk buharından daha düşüktür.

Ahşap, gıda, meyve, tozlar, lifler, boyalar ve kaplamalar gibi malzemeler kızılötesi radyasyonu yansıtır, iletir ve emer. Sıvılar, kolloidler, kılcal gözenekli kolloidler ve amorf katıların aksine, sadece titreşim spektrumları değil aynı zamanda dönme spektrumları da sergilerler. Kızılötesi spektrumdan gelen enerji malzeme tarafından emilerek termal enerjiye dönüştürülür.

Radyatif ısıtma sırasında malzemeler yalnızca radyasyonu emerek enerji kazanır. İletilen veya yansıtılan radyasyon ısınmaya katkıda bulunmaz, bu da soğurma oranlarını radyatif enerjinin malzeme tarafından ne kadar etkili kullanıldığına dair kritik bir parametre haline getirir. Elma, kurutulmuş elma, patates, kurutulmuş patates, çay yaprağı, ahşap ve boya gibi malzemelerin soğurma spektrumlarının analizi, kılcal gözenekli kolloidlerin kısa dalga aralığında en az soğurma yaptığını, soğurma oranlarının dalga boyu ile arttığını ve orta-uzun dalga sınırında maksimum soğurma zirvelerine ulaştığını ortaya koymaktadır.

Bu özellikler ve hidroksil ve alkil grupları içeren ahşap ve boya gibi malzemelerdeki su moleküllerinin etkileri göz önüne alındığında, 3-6μm dalga boyu aralığında önemli absorpsiyon bantları belirgindir. Malzemelerin içindeki su, absorpsiyon spektrumunu önemli ölçüde etkiler; sıvı su 5μm-17μm arasında üç absorpsiyon zirvesi gösterir ve bu da bunları hidratlı ıslak malzemelerde kızılötesi radyasyon için en uygun absorpsiyon zirveleri haline getirir.

Deneysel verilere dayanarak, hidratlı ıslak malzemelerin etkili bir şekilde kurutulması için orta-uzun dalga kızılötesi ısıtma tüpleri gerekmektedir.

Kızılötesi teknolojisinden yararlanan gelişmiş kurutma çözümleri için, özel ihtiyaçlarınızı karşılamak üzere Global Quartz Tube'a güvenin. Daha fazla ayrıntı için bizi ziyaret edin İnternet sitesi veya bizimle iletişime geçin iletişim@globalquartztube.com.