Сушка инфракрасной лампой средней волны для покрытия кожи

Инфракрасный нагрев — это метод сушки, использующий излучение для передачи тепла. Испускание излучающей энергии является присущей характеристикой различных материалов. Когда электроны внутри атомов материала возбуждаются и колеблются, возникают переменные электрические и магнитные поля, которые испускают электромагнитные волны и распространяются в пространство — это излучение. Разные способы возбуждения приводят к электромагнитным волнам разной длины. Электромагнитные волны, возникающие вследствие собственной температуры или теплового движения, называются тепловым излучением.

Электромагнитное излучение с длиной волны 0,75 ~1000μm, генерируемое инфракрасным или дальнеинфракрасным излучателем, распространяется к высушиваемой коже со скоростью света. Когда частота излучаемого инфракрасного излучения связана с молекулярным движением в коже и совпадает с её собственной частотой, и длина волны инфракрасного излучения равна длине волны, поглощаемой кожей, молекулы в коже начинают интенсивнее двигаться: поглощённая энергия инфракрасного излучения превращается в тепловую энергию, температура кожи повышается, и содержащаяся в ней вода испаряется, тем самым происходит сушка кожи.

У каждого объекта имеется по крайней мере одна полоса поглощения в электромагнитном спектре. Чем меньше полос поглощения у объекта, тем слабее его поглощение и тем ниже способность материала поглощать инфракрасное излучение. Например, воздух почти не поглощает инфракрасное излучение. Жидкая вода является одним из наиболее активных поглотителей инфракрасного излучения. Сухие вещества обычно легко пропускают коротковолновое инфракрасное излучение, но наличие воды в этих веществах значительно усиливает их способность поглощать инфракрасное излучение. Поэтому материалы, такие как целлюлоза, овчина, войлок и полуфабрикаты кожи, особенно подходят для сушки методом излучения. Поскольку кожа поглощает инфракрасное излучение, излучение с длиной волны 2,0μm ~ 6,0μm оказывает на неё особенно заметный эффект сушки.

Кожа — это тонкий пористый полимерный материал. При инфракрасной сушке часть энергии проникает в толщу кожи, в результате чего тепловую энергию получают как поверхность, так и внутренние слои. По мере того как вода на поверхности влажной кожи продолжает испаряться и поглощать тепло, температура поверхности снижается, из-за чего внутренняя температура становится выше температуры поверхности, образуется температурный градиент, и направление теплопереноса в коже оказывается изнутри наружу. В то же время вследствие этого температурного градиента движение влаги всегда направлено от областей с большим содержанием влаги к областям с меньшим содержанием. Диффузия влаги внутри кожи совпадает по направлению с теплопереносом, что также ускоряет процесс перемещения влаги и, таким образом, повышает эффективность сушки.

Поскольку глубина проникновения излучения в объект (глубина проникновения) примерно равна длине волны, средне- и дальнеинфракрасное излучение с большей длиной волны обеспечивает более выраженный эффект сушки, чем ближний ИК диапазон. В частности, частота излучения в среднем инфракрасном диапазоне совпадает с собственной частотой молекул полимерных пластиков, воды и т. п., что вызывает интенсивную резонансную реакцию молекул этих материалов; эти материалы имеют сильные пики поглощения в среднеинфракрасной области. После проникновения средне- или дальнеинфракрасного излучения в толщу этих веществ оно также легко поглощается ими. Поэтому для сушки кожи использование средне- или дальнеинфракрасного излучения более эффективно, чем использование ближнего инфракрасного излучения.