中藥材最古老的的烘乾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紅外線吸收升溫的過程。今天我與大家介紹一下,在實驗室裡研究人員是如何歸納總結中藥飲片在紅外線輻射乾燥中的特性的,有理解不對的地方,請多多指教。
碳纖維發熱管啟動後所發出的紅外線和遠紅外線波段在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。所以我們採用設定好波段的輻射源對飲片進行加熱乾燥,對整個過程記錄並分析,最終得出一些結論。
中藥飲片在使用碳纖維發熱管進行紅外線輻射加熱乾燥時,經過反覆我驗證發現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乾理論的一種反向驗證。
第一,中藥飲片在紅外線輻射環境中,飲片自身吸收的熱量與碳纖維加熱管的功率有很大相關。而加熱管的功率影響的是輻射源發射出的紅外線波段在什麼範圍內,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學幾何倍數關係。
第二,碳纖維加熱管輻射的紅外線波長具有光譜匹配特性。飲片獲得的淨能量與發熱體(輻射源)發射的光譜和飲片吸收光譜匹配度有很大關係,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原理,存在反射、折射、透射現象。紅外線輻射遵循光學原理,其射線也存在反射、折射、透射幾種現象,也就是說如果可以將紅外線的輻射角度調整到合適的角度的話,儘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、角度有關係,距離越遠,輻射加熱效果越慢,越近飲片表面溫度越高,乾燥速率越快。
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乾燥的效率。
了解了紅外線輻射加熱的幾個特性後,我們以這五點為理論依據在設計中藥飲片烘乾設備。