中药材最古老的的烘干方法就是放在太阳底下晾晒,这个晾晒的过程其实就是药材对太阳中的红外线和远红外线吸收升温的过程。今天我与大家介绍一下,在实验室里研究人员是如何归纳总结中药饮片在红外线辐射干燥中的特性的,有理解不对的地方,请多多指教。
碳纤维发热管启动后所发出的红外线和远红外线波段在2μm到14μm之间,大部分生物都可以吸收,而这个波段也是阳光中让我们感觉到温暖的波段,加热效果和被吸收效率是比较高的。所以我们采用设定好波段的辐射源对饮片进行加热干燥,对整个过程记录并分析,最终得出一些结论。
中药饮片在使用碳纤维发热管进行红外线辐射加热干燥时,经过反复我验证发现整个过程具有五大特性,这五大特性也是对我们研究中药饮片烘干理论的一种反向验证。
第一,中药饮片在红外线辐射环境中,饮片自身吸收的热量与碳纤维加热管的功率有很大相关。而加热管的功率影响的是辐射源发射出的红外线波段在什么范围内,饮片吸收红外线波长的能量与辐射源的温度具有一定的数学几何倍数关系。
第二,碳纤维加热管辐射的红外线波长具有光谱匹配特性。饮片获得的净能量与发热体(辐射源)发射的光谱和饮片吸收光谱匹配度有很大关系,匹配度越高,加热效率也就越高。
第三,红外线辐射加热遵循可见光的光学原理,存在反射、折射、透射现象。红外线辐射遵循光学原理,其射线也存在反射、折射、透射几种现象,也就是说如果可以将红外线的辐射角度调整到合适的角度的话,尽可能的减少红外线透射率和反射率,透射和反射降低了也就意味着红外线被饮片吸收的也就越多,进一步的提高红外线辐射利用率。
第四,红外线与饮片间具有相互作用性,红外线辐射加热效果与辐射的距离、角度有关系,距离越远,辐射加热效果越慢,越近饮片表面温度越高,干燥速率越快。
第五,红外线辐射加热具有面积特性,辐射源能够覆盖的面积和饮片吸收面积,两者也决定了红外线辐射干燥的效率。
了解了红外线辐射加热的几个特性后,我们以这五点为理论依据在设计中药饮片烘干设备。