中藥材最古老的的烘干方法就是放在太陽底下晾曬,這個晾曬的過程其實就是藥材對太陽中的紅外線和遠(yuǎn)紅外線吸收升溫的過程。今天我與大家介紹一下,在實驗室里研究人員是如何歸納總結(jié)中藥飲片在紅外線輻射干燥中的特性的,有理解不對的地方,請多多指教。
碳纖維發(fā)熱管啟動后所發(fā)出的紅外線和遠(yuǎn)紅外線波段在2μm到14μm之間,大部分生物都可以吸收,而這個波段也是陽光中讓我們感覺到溫暖的波段,加熱效果和被吸收效率是比較高的。所以我們采用設(shè)定好波段的輻射源對飲片進(jìn)行加熱干燥,對整個過程記錄并分析,最終得出一些結(jié)論。
中藥飲片在使用碳纖維發(fā)熱管進(jìn)行紅外線輻射加熱干燥時,經(jīng)過反復(fù)我驗證發(fā)現(xiàn)整個過程具有五大特性,這五大特性也是對我們研究中藥飲片烘干理論的一種反向驗證。
第一,中藥飲片在紅外線輻射環(huán)境中,飲片自身吸收的熱量與碳纖維加熱管的功率有很大相關(guān)。而加熱管的功率影響的是輻射源發(fā)射出的紅外線波段在什么范圍內(nèi),飲片吸收紅外線波長的能量與輻射源的溫度具有一定的數(shù)學(xué)幾何倍數(shù)關(guān)系。
第二,碳纖維加熱管輻射的紅外線波長具有光譜匹配特性。飲片獲得的凈能量與發(fā)熱體(輻射源)發(fā)射的光譜和飲片吸收光譜匹配度有很大關(guān)系,匹配度越高,加熱效率也就越高。
第三,紅外線輻射加熱遵循可見光的光學(xué)原理,存在反射、折射、透射現(xiàn)象。紅外線輻射遵循光學(xué)原理,其射線也存在反射、折射、透射幾種現(xiàn)象,也就是說如果可以將紅外線的輻射角度調(diào)整到合適的角度的話,盡可能的減少紅外線透射率和反射率,透射和反射降低了也就意味著紅外線被飲片吸收的也就越多,進(jìn)一步的提高紅外線輻射利用率。
第四,紅外線與飲片間具有相互作用性,紅外線輻射加熱效果與輻射的距離、角度有關(guān)系,距離越遠(yuǎn),輻射加熱效果越慢,越近飲片表面溫度越高,干燥速率越快。
第五,紅外線輻射加熱具有面積特性,輻射源能夠覆蓋的面積和飲片吸收面積,兩者也決定了紅外線輻射干燥的效率。
了解了紅外線輻射加熱的幾個特性后,我們以這五點為理論依據(jù)在設(shè)計中藥飲片烘干設(shè)備。