專利名稱：發出輻射的陶瓷材料、含有這種陶瓷的設備以及它們的使用方法
技術領域：
本發明涉及陶瓷材料及其它們的制造方法。本發明尤其涉及具有改進的穩定的熱、化學和物理特性及耐熱循環的耐火陶瓷材料，本發明還涉及上述陶瓷混合物的用途，該陶瓷混合物可用于對各種物品進行干燥或快速有效地消毒的設備，本發明還涉及用紅外輻射處理物品的方法，該紅外輻射是由這種能夠至少保存物品的一個特性的陶瓷產生的。
分子式為RCrO3的陶瓷材料在現有技術中是公知的，其中R是稀土氧化物，如氧化釔。參見英國專利第3，475，352。盡管這些材料可以應用于導電性的應用，如電極，但是當受到高于1600℃的高溫時，其化學穩定性很低，當溫度高于1500℃時耐熱循環性能也低，不能于高加熱速率加熱。這些都限制了這些材料在要求具有良好穩定的特性的領域中的應用。
對稀土氧化物陶瓷材料，就需要改進其穩定性，使其能用于導電性領域，以及高溫環境。這些應用包括各種物品的干燥或消毒。
一種已知的消毒方法是使用紅外輻射(IR)。例如，美國專利第4，774，415公開了一種對安裝在一個滲析裝置上的軟管進行消毒的設備，這種消毒設備的一個缺點是對于物品中不合適接受紅外輻射的部分，輻射源不能對其進行充分消毒。如果增加消毒時間，以補償不適合接收的部分，那么物品中被消毒的部分將過熱，當過度接受輻射的物品是用金屬和玻璃制成的時，該物品會由于過熱而熔化，或由于生成了氧化膜而變色。
使用溫度監測器和控制與操作的電子儀器進行自動溫度調節也不能解決這一問題，因為這些物品經常具有不同的體積和質量，這些體積和質量與溫度監測器恒定的、固定的體積和質量是相沖突的或不一致的。因此，本發明目的在于通過采用新型的陶瓷材料，來減少消毒時間，提高消毒效率，以克服上述缺點。
根據G.A.Slack的文章，題為“AdvancedMaterialsforOplicalWindows”GERes.Rept.No.79CRDO71，1979年6月，人們已經知道通過使用一個由用富鋁紅柱石制成置換部件或屏產生的紅外輻射，可以對食品進行干燥。這種方法的主要缺點是干燥效率低。因此，本發明另一目的在于通過合適的選擇和使用本發明所公開的新的陶瓷材料，提高紅外輻射干燥方法的效率。
本發明涉及新型的陶瓷混合物，該混合物具有改進的熱特性、化學特性和物理特性。這些材料可用于要求加熱速度快和具有良好穩定的特性的各種領域。例如，可以使用本發明的陶瓷材料產生一定波長的紅外輻射。
根據本發明，可以提供一種具有令人驚奇的穩定的熱、化學和物理特性的陶瓷混合物。陶瓷混合物由稀土氧化鉻和新型的添加劑混合物制成，該添加劑混合物包括用于穩定稀土氧化鉻的堿土尖晶石，如堿土鋁酸鹽類尖晶石、堿土鉻酸鹽，以及任選的堿土鋯酸鹽或堿土鉿酸鹽。優選的堿土尖晶石類是MgAl2O4、SiO∶Al2O3或CaO∶Al2O3中的任一種，其中最好是MgAl2O4。堿土鋯酸鹽可以是CaZrO3，堿土鉿酸鹽可以是CaHfO3。優選的穩定劑混合物含量是以重量百分比計大約占陶瓷混合物的5～35%，最好占5～15%。
用在混合物中的堿土鉻酸鹽可以是鉻酸鎂、鉻酸釔、鉻酸鈧、鉻酸鋱、或鉻酸鐿，其中最好是鉻酸鎂。本發明的稀土氧化鉻陶瓷混合物至少含有下述成分中的一種，鋯的氧化物或鉿的氧化物，其含量占重量的大約0.5～5%，釔、鈧、鐿、或鋱的鉻酸鹽，其含量大約占重量的0.5～5%，或鈰、鏑、镥或銪的氧化物，其含量大約占重量的0.1～1%。稀土氧化鉻可以是鉻酸鑭、鉻酸釹、鉻酸釤或它們的混合物，其中最好是鉻酸鑭。
如上所述，本發明的陶瓷混合物中包括一種具有改進的熱、化學和物理特性的穩定劑混合物，該穩定劑混合物包括足夠量的堿土尖晶石和堿土鉻酸鹽，它們的混合物可使陶瓷混合物獲得穩定的熱、化學和物理特性。最好，堿土尖晶石是MgAl2O4，堿土鉻酸鹽是CaCrO4，MgCrO4或SrCrO4，穩定劑混合物進一步還包括堿土鋯酸鹽或堿土鉿酸鹽，如CaZrO3或CaHfO3。
本發明進一步還涉及含有硅石的混合物，它也具有令人驚奇的穩定的熱、化學和物理特性，這些混合物可以含有SiO2，其含量占重量的10～28%，含量占15～35%的Fe2O3，混合物剩余量為Cr2O3。在這些含硅石的混合物中還包括一種或多種具有下列含量的下列化合物含量大約占0.5～3.5%的Al2O3、含量大約占0.1～2%的CuO，含量大約占0.5～15%的CaO，含量大約占0.1～3%的MgO。在這些硅石混合物中，Al2O3、CuO、CaO和MgO可以以添加劑的形式，按上述量出現在硅石混合物中。此外，至少兩種及多則四種這些添加劑可以按上述含量出現在混合物中。
本發明的另一方面涉及對物品進行干燥或消毒的裝置，該裝置包括盛放待干燥或消毒物品的腔室，在室內提供能量的裝置，以及與室相連的第一陶瓷材料，它用來接收和吸收來自提供能量的裝置的能量，并且發出具有一個或多個選擇性波長的紅外輻射，其輻射射向上述物品，以便對它們干燥或消毒。
在這種設備中，提供能量的裝置包括一個可提供能量的元件，它與第一陶瓷材料相連，使得由該元件產生的很大部分能量被第一陶瓷材料接納和吸收。當將第一陶瓷材料放置在靠近至少可提供能量的元件的一部分時，由提供能量裝置產生的相當大部分的能量被第一陶瓷材料所接納和吸收。最好，提供能量裝置包括多個可提供能量的元件，其每一個都具有能量散發表面，將第一陶瓷材料放置在室中靠近每一元件的一部分能量散發表面。第一陶瓷材料可以制成一個同心管，圍繞著至少一個上述元件。如果需要，可以圍繞著每一個上述元件，該裝置還可以包含用于支撐待干燥或消毒物品的支撐裝置。
為了獲得最佳的工作狀態，該設備進一步還包括與室相連的第二陶瓷材料，它用于發出具有一個或多個波長的紅外輻射，該輻射可以與第一陶瓷材料部件發出的輻射相同或不同。這種輻射射向待干燥或消毒的物品，該第二陶瓷材料與室相連，用于接收和吸收來自第一陶瓷材料的紅外輻射，將它放置在靠近第一陶瓷材料的至少一部分，使得從第一陶瓷材料發出的紅外輻射的主要部分能被第二陶瓷材料所接納和吸收。第二陶瓷材料應以圍繞著第一陶瓷材料的同心管的形式靠近第一陶瓷材料大部分設置。第二陶瓷材料還可以制成平板的形式，它靠近可提供能量的元件放置，以接收幾乎所有發自第一陶瓷材料的紅外輻射。
最好，可提供能量的元件包括置于玻璃管中的鹵素燈或高電阻線圈，同時第一陶瓷材料包含如上所述的稀土氧化鉻陶瓷混合物時，第二陶瓷材料包含如上所述的氧化鉻混合物。
本發明進一步還涉及用紅外輻射處理物品的方法，以保存該物品的至少一個特性。通常，將含有氧化鉻或稀土氧化鉻的陶瓷混合物加熱到足夠的溫度，以產生紅外輻射，對該物品進行上述紅外輻射足夠的時間，以保存該物品的至少一個特性。陶瓷混合物至少是下列所述配方A、B、C、D、E或下文中的一種配方。被處理的物品的范圍很寬，包括食品如土豆、胡蘿卜、洋蔥、以及水果;塑料如聚酰胺;植物的種子如棉花籽、蕃茄籽和胡椒粒;蠶蛹以及繭;生物活性化合物如磷脂酶D，磷脂酶D+、磷脂酶A2、胰蛋白酶、以及酚氧化酶;和酒。
在處理蠶蛹和繭時，采用被加熱到大約180～200℃的配方C。同樣，用加熱到200～800℃的配方A來處理食品;用加熱到300℃的配方B或C處理塑料;用加熱到300～800℃的配方A處理植物的種子;用加熱到100～300℃的配方C和B來處理酒和生物活性化合物。
用本發明的方法產生的紅外輻射還可以[通過使用配方C的陶瓷混合物，在大約600℃～800℃的溫度下]迅速烘烤和燒制食品，如面包生面團、土豆、牛肉，同時可保存其美味。
下面結合附圖對本發明干燥及消毒設備的最佳實施例，以及本發明的陶瓷產生的紅外輻射其它用途的特征進行說明，這里

圖1是本發明的消毒或干燥設備的透視圖;
圖2是如圖1所示的消毒設備的內室上部部分的圖;
圖3是在圖1所示的設備中盛放待消毒物品的托架;
圖4是圖2所示的可提供能量的元件的局部橫截面側視圖;
圖5是帶有陶瓷覆蓋層的可提供能量的元件和圖1所示的干燥設備中的物品支承網的示意圖;
圖6是支承網的頂視圖，它支承著如圖5所示的設備中待干燥的物品;
圖7是圖2所示的可提供能量的元件的局部橫斷面的側視圖;
圖8～9是使用裝有雙層本發明的陶瓷混合物的設備進行干燥得到的干燥結果的圖解說明圖;
圖10(a)和(b)是使用紅外輻射干燥，排成各種層狀的蠶繭和蛹的示意圖;
圖11表示的是如圖10(a)和(b)所示的繭層的干燥速度;
圖12表示的是用紅外輻射干燥塑料的干燥速度;
圖13表示的是用紅外輻射對水進行脫鹽的設備。
通常，本發明的改進的陶瓷材料由稀土氧化鉻混合物和一種新型穩定劑化合物的混合物制成，該穩定劑混合物包括堿土鋁酸鹽尖晶石，如MgAl2O4，堿土鉻酸鹽如MgCrO4、以及任意含量的堿土鋯酸鹽如CaZrO3。這種奇特的添加劑混合物使得本發明的稀土氧化鉻陶瓷混合物令人驚奇地具有改進的熱、化學和物理特性。此外，這種奇特的穩定劑化合物的混合物使稀土氧化鉻化合物能夠以令人驚奇的加熱迅速加熱。
本發明提供了由一種由稀土氧化鉻的混合物和新型的穩定劑化合物的混合物制成的導電性陶瓷混合物，該稀土氧化鉻的分子式為RCrO3，在分子式RCrO3中，R是鑭、釹和釤中的一種，優選是鑭或釹，其中最好的是鑭。
穩定劑的混合物包括堿土尖晶石如MgAl2O4、SrO∶Al2O3或CaO∶Al2O3，其中以MgAl2O4為最佳;任選量的堿土鋯酸鹽或堿土鉿酸鹽，最好是CaZrO3或CaHfO3;堿土鉻酸鹽如MgCrO4、SrCrO4或CaCrO4，其中最好是MgCrO4。這種添加劑的混合物在稀土氧化鉻陶瓷混合物中的含量大約占總重量的1～35%，其中最好大約占1.5～26%。本發明的稀土氧化鉻陶瓷材料可以用下列通常組分表示配方A組分重量百分比MgAl2O40.5～10MgCrO41.0～15CaZrO310以下YCrO35以下ZrO25以下CeO21以下LaCrO3余量通常，本發明的氧化鉻和硅石陶瓷混合物是用球形研磨部件來制備的，如在一塑料的線性回繞式研磨機中，用Teflon球對稀土氧化鉻和穩定劑化合物進行研磨，以得到一種細小的粉末，將這些粉末熔化、研磨、干燥并擠壓成成形部件，然后將成形的部件燒結以得到最終產品。這些材料的熔化是在一定的條件下完成的，該條件是使從配方粉末中損失的氧減少到最小程度。通常，可以在大約2500℃的溫度下使稀土氧化鉻陶瓷混合物熔化。通常硅石基陶瓷混合物可以在大約1900℃的溫度下熔化。最好，在大氣中進行熔化，其中以在空氣中熔化為最佳。
稀土氧化鉻混合物的燒結是在氧化氣氛中，在高達大約1700℃的溫度下進行的，最好在大約1600℃的溫度下燒結大約12小時。硅石基混合物也要在氧化氣氛中進行，溫度高達大約1800℃，最好在大約1500℃的溫度下燒結12小時。在這種溫度下，在氧化氣氛中合適的燒結爐是采用LaCrO3加熱部件的燒結爐。經過燒結后，得到的物品在氧化氣氛中在大約1500℃的高溫下繼續加熱一段時間，以測定其熱、物理和力學特性如擠壓強度。這些樣品還要在大約1600℃的溫度下加熱大約20小時，以測量其重量減輕量。另有一些樣品還要通電，以測定其電阻率。
這些樣品還要用來測量加熱本發明的陶瓷混合物的最大加熱速度。樣品的最大加熱速度就是出現表面裂紋或內部熔融和內部出現裂痕時的加熱速度。這些特性的測量結果見表1-11。上述特性結果表明本發明的陶瓷材料可用于主要要保證加熱速度快和特性穩定的多個應用領域。比如該材料可用于低溫干燥和消毒的領域。其它領域還可以包括高溫加熱元件，半導體、熱電偶、測溫儀等。
由于本發明陶瓷混合物的特性得到了改善，因此該混合物適合制造如干燥器、消毒器這樣的設備，在該設備中，上述特性可使工作狀態達到最佳。如上所述，為了避免對消毒物品產生過熱或在其上形成氧化物，要對整個物品進行適合的均勻紅外輻射。因為物品如醫療器械(注射器、解剖刀、牙鉆頭等)、餐具(叉、刀、勺、盤、杯等)、食品加工用裝置、修飾人體(頭發、指甲、牙、眼等)的器具等具有不同的形狀、并且構成材料也不同。這樣用于對物品消毒的紅外輻射在不致對物品中較小的表面或物品中由對紅外輻射具有較小抵抗性的材料制成的部分產生過熱或損壞的情況下，其強度要足夠大以便對制品的較大表面進行消毒。
如上所述，人們從已有技術可知陶瓷屏用作轉換部件，該部件可降低紅外輻射的強度以減輕它對待消毒制品的作用。為了解決上述問題，本發明包括第一轉換屏，該屏由按上所述的配方A得到的含堿土氧化鉻陶瓷材料制成，該屏位于輻射源與待消毒物品之間，第二轉換屏，它相對第一轉換屏設置而用作從第一轉換屏發出的紅外輻射的反射器，該第二轉換屏由具有下述混合物的陶瓷材料制成配方B組分重量百分比SiO210～28Fe2O315～35CaO15以下Al2O33.5以下MgO3以下CuO2以下Cr2O3余量圖1～4中給出了消毒設備100。該設備100包括內腔室，該腔室可通過門110而進入其內，其內放有待消毒的物品。在該物品的前部的適合部位設有輻射源，如需要還有腔室溫度及LED顯示器130的適合的控制器120。
在圖2和3所示，在腔室中設有盤140，它用支承待消毒的物品。在腔室的上部設有多個可供能量的元件150。該元件可以為鹵素燈或加熱螺旋線160，該線由高電阻材料制成，該元件設在陶瓷、石英玻璃和/或金屬管170內。
為了提高消毒效率和減少消毒的時間，上述元件150最好與管同心設置，該管由第一陶瓷材料180制成，該材料可接納和吸收來自元件150的能量，并可進行具有一個或多個波長的紅外輻射，該輻射直接射向待消毒的物品。上述材料180最好為按配方A配制的陶瓷材料。另外放在元件150上面的屏190由第二陶瓷材料制成，該第二陶瓷材料最好按配方B配制成，上述放在元件150上的屏190用來接納和吸收來自第一陶瓷材料的紅外輻射，并且發出具有一種或多種波長的紅外輻射，而該屏190發出的紅外輻射與第一陶瓷材料發出的不同。該第二陶瓷材料位于腔室內從而它可對待消毒的物品直接進行紅外輻射。
本發明的陶瓷混合物也特別適合用于干燥設備。該干燥設備具有多種應用領域，如食品、塑料、陶瓷、木制品、磚、皮革、盤、容器、藥品的生產以及需要在保持所干燥的物品的主要特點條件下進行快速、有效和大量地干燥的其它領域。
圖5～7給出了一種干燥設備，該設備包括干燥室，該設備與圖1中的消毒設備的外觀類似。在上述干燥室內設有網210，它用來支承待干燥的物品220。最好該網由具有適合尺寸的不銹鋼絲網制成，上述網格尺寸剛好可使待干燥物品保持在網上面。如果需要，可在干燥室中設置多個上述的網。整個干燥室設有多個可提供能量的元件230，如圖5和7所示。該元件為鹵素燈或加熱螺旋線240，該線由高電阻材料制成，該元件置于陶瓷、石英玻璃和/或金屬管250內。在干燥室內設有轉換屏或層，它緊靠可提供能量的元件230設置以便接納和吸收紅外輻射，并且發出紅外輻射，上述輻射具有一個或多個波長，上述的轉換屏或層由下述混合物制成，該混合物包括富鋁紅柱石或另一硅鋁酸鹽以及按配方A配制的混合料，該混合料按重量百分比計算為混合物的0.5～4%。
在另一實施例中，可在上述的可提供能量的元件外面設置二個陶瓷材料層，第一層260由如按配方B配制的陶瓷材料制成，它覆蓋在元件玻璃管的外面，第二層270由如按配方A配制的陶瓷材料制成，它覆蓋在另一層260上。用于上述覆蓋層的優選陶瓷混合物在下邊的實施例給出。
雖然上面描述的設備為特別優選的實施例，但是可以想到，在上述第一和第二陶瓷材料所發出的紅外輻射的主要部分用于輻照待干燥或消毒的物品的條件下，該領域普通技術人員可以根據需要改變室的尺寸、可提供能量的元件以及第一和第二陶瓷材料的具體結構。另外上述裝置可按連續方式使用，其中可提供能量的元件設置在傳送帶或可移動的支承件上，該傳送帶或支承件攜帶待消毒的物品通過和離開輻射區。
實施例下面結合下列實施例，對本發明作進一步描述，這些實施例是對本發明的說明，而不是對本發明的限制。
實施例2～10顯示出本發明的陶瓷混合物與已有技術陶瓷混合物(如實施例1)作比較具有意想不到的結果。
實施例1(對照)具有下列重量百分比組分的陶瓷混合物按下列配方配制，該重量百分比組分不屬于本發明的混合物的百分比范圍。
組分重量百分比LaCrO398.55MgCrO40.5MgAl2O40.3YCrO30.3ZrO20.3CeO20.05CaZrO30.03將這些組分混合在一起，在一塑料的線性回繞式研磨機中，用Teflon球進行研磨，將得到的粉末干燥，熔融，再研磨，然后將其擠壓成中部尺寸為50×6×6mm，端部尺寸為50×6×12mm的樣品，以用來測量陶瓷的最大加熱速度，用尺寸為40×4×4mm的樣品來測量電阻率，用直徑為15mm，高為15mm的樣品來測量重量減輕量，以及擠壓強度。每一個樣品都要在燒結爐中，用LaCrO3加熱部件，在空氣中在大約1600℃的溫度下燒結12小時，所生成的經燒結后的物質在大約1500℃的溫度下加熱60小時，以測量在該溫度下的擠壓強度，或在大約1600℃的溫度下加熱大約20小時，以測量重量減輕量。
對測量最大加熱速率的樣品以變化的速率進行加熱，對這些樣品的橫截面進行檢驗，以識別表面裂紋和內部熔化，以5K/min速度加熱過的樣品被發現具有良好的狀況，以10K/min速度加熱過的樣品顯示出裂紋，如表1所示，對照性實施例1的特性列于第1欄中，其特性比列于表1中第6欄的美國專利第3，475，352所公開的陶瓷的特性差。
實施例2按對照實施例1的步驟進行，只是陶瓷混合物采用對應于表1中第二欄的組分，所得到的產物其特性令人驚奇地高于表1中第6欄美國專利第3，475，352號產品的特性。
實施例3除陶瓷混合物的組分含量對應于表1中第3欄以外，其余按照對照實施例1的步驟進行，如表1所示，所生成的樣品的特性令人驚奇地比美國專利第3，475，352產品的特性要好，這說明，在大約1500℃下，經過大約60個小時的加熱，抗壓強度只減少了4.2MPa。此外，最大加熱速度比美國專利第3，475，352公開的最大加熱速度大5倍。
實施例4除陶瓷混合物的組分含量對應于表1中第4欄以外，其余按照對照實施例1的步驟進行，如表1所示，除電阻率以外，所生成樣品的其它特性均比美國專利第3，475，352產品的特性要好。
實施例5除陶瓷混合物的組分含量對應于表1中第5欄以外，其余按照對照實施例1的步驟進行，這個樣品的電阻率增加的如此令人驚奇地大，以致于該樣呂不能被加熱來測量最大加熱速率。
實施例6除采用表2和3中第1-5欄的混合物以外，其余按照對照實施例1的步驟進行，在表2的混合物中，MgAl2O4的最小百分含量是表3中所采用的MgAl2O4的最大含量，從表2和3中的數據可以看出，表1和2的第2～5欄列出的特性均超過了美國專利第3，475，352中的特性。
實施例7除采用表4和5中第1-5欄所表示的混合物以外，其余按照對照實施例1的步驟進行，在表4的混合物中，YCrO3的最小含量采用的是表5中所采用的YCrO3的最大含量，如表4和5所示，從第2～5欄看出，本發明的混合物其特性均高于美國專利第3，475，352號中的特性。
實施例8除采用表6和7中第1～5欄所表示的混合物以外，其余按照對照實施例1的步驟進行，在表6的混合物中，MgCr2O4的最小含量采用表7中所采用的MgCr2O4的最大含量，如表6和7所示，在第2～5欄列出的本發明的混合物的特性均高于美國專利第3，475，352號中的特性。
實施例9除采用表8和9中第1～5欄所表示的混合物以外，其余按照實施例1中的步驟進行，在表8的混合物中，CeO2的最小含量采用表9中所采用的CeO2的最大含量，如表8和9所示，在第2～5欄列出的本發明的混合物的特性均高于美國專利第3，475，352號中所列的特性。
實施例10除采用表10和11中所列出的混合物以外，其余按照實施例1中的步驟進行，在表10的混合物中，CaZrO3的最小含量采用表11中所采用的CaZrO3的最大含量，如表10和11中第2～5欄所示，實施例10的本發明的混合物的特性高于美國專利第3，475，352號中所列出的特性。
上述本發明的實施例表明，本發明在重量減輕值方面令人驚奇地比已有技術減少了3倍多。另外，在大約1500℃溫度下加熱大約60個小時之后，在壓力下的抗壓強度的變化幅度令人驚奇地減小了9折。此外，本發明的抗壓強度接近增加了1.5倍，最大加熱速度增加了5折。
表1組分的重量百分比%組分和參數1 2 3 4 5 63MgAl2O40.3 0.5 3.0 10.0 12.0YCrO30.3 0.5 1.5 3.0 4.0MgCr2O40.5 1.0 10.0 15.0 20.0CeO20.05 0.1 0.5 1.0 2.0ZrO20.3 0.5 3.0 5.0 6.0CaZRO30.03 0.05 0.3 0.5 0.6LaCrO3BALANCE重量減少,1.20.50.20.31.00.55-0.6%電阻率292.1116.07.7873.42213.450-4800(Ohm-cm)σPa172.6 96.3 144.1 120.1 115.6 96-135σPa218.4 71.4 140.3 33.2 26.2 10.2-16.1最大加5155020-10熱速度K/min1.室溫抗壓強度2.1500℃下60小時輻射后的抗壓強度3.美國專利US3，475，352的參數表2組分和組分的重量百分比%平均參數123456MgAl2O40.5 0.5 0.5 0.5 0.5YCrO30.3 0.5 1.5 3.0 4.0MgCr2O40.5 1.0 10.0 15.0 20.0CeO20.05 0.1 0.5 1.0 2.0ZrO20.3 0.5 3.0 5.0 6.0CaZRO30.03 0.05 0.3 0.5 0.6LaCrO3BALANCE重量減少%1.00.50.20.31.00.55-0.6電阻率304.8116.07.4672.31995.950-4800(Ohm-cm)σPa174.2 96.3 136.2 118.1 110.4 96-135σPa218.7 71.4 130.5 33.1 25.1 10.2-16.1最大加熱速度5155020-10K/min1.室溫抗壓強度2.1500℃下60小時輻射后的抗壓強度3.美國專利US3，475，352的參數表3組分和組分的重量百分比%平均參數123456MgAl2O410.0 10.0 10.0 10.0 10.0YCrO30.3 0.5 1.5 3.0 4.0MgCr2O40.5 1.0 10.0 15.0 20.0CeO20.05 0.1 0.5 1.0 2.0ZrO20.3 0.5 3.0 5.0 6.0CaZRO30.03 0.05 0.3 0.5 0.6LaCrO3BALANCE重量減少%1.20.50.20.31.00.55-0.6電阻率490.3399.755.2837.41857.850-4800(Ohm-cm)σPa1112.6 98.8 152.8 120.1 103.2 96-135σPa229.6 81.4 143.2 33.2 38.6 10.2-16.1最大加熱速度5155020-10K/min1.室溫抗壓強度2.1500℃下60小時輻射后的抗壓強度3.美國專利US3，475，352的參數表4組分和組分的重量百分比%平均參數123456MgAl2O40.3 0.5 3.0 10.0 12.0YCrO30.5 0.5 0.5 0.5 0.5MgCr2O40.5 1.0 10.0 15.0 20.0CeO20.05 0.1 0.5 1.0 2.0ZrO20.3 0.5 3.0 5.0 6.0CaZRO30.03 0.05 0.3 0.5 0.6LaCrO3BALANCE重量減少%1.20.50.20.31.00.55-0.6電阻率270.5116.035.1819.52035.750-4800(Ohm-cm)σPa172.6 96.3 144.1 120.1 115.6 96-135σPa218.4 71.4 140.3 33.2 26.2 10.2-16.1最大加熱速度5155020-10K/min1.室溫抗壓強度2.1500℃下60小時輻射后的抗壓強度3.美國專利US3，475，352的參數表5組分和組分的重量百分比%平均參數123456MgAl2O40.3 0.5 3.0 10.0 12.0YCrO33.0 3.0 3.0 3.0 3.0MgCr2O40.5 1.0 10.0 15.0 20.0CeO20.05 0.1 0.5 1.0 2.0ZrO20.3 0.5 3.0 5.0 6.0CaZRO30.03 0.05 0.3 0.5 0.6LaCrO3BALANCE重量減少%1.20.50.20.31.00.55-0.6電阻率353.8220.325.873.42213.450-4800(Ohm-cm)σPa182.7 93.7 121.2 120.1 125.8 96-135σPa219.9 62.8 87.3 33.2 28.7 10.2-16.1最大加熱速度5154020-10K/min1.室溫抗壓強度2.1500℃下60小時輻射后的抗壓強度3.美國專利US3，475，352的參數表6組分和組分的重量百分比%平均參數123456MgAl2O40.3 0.5 3.0 10.0 12.0YCrO30.3 0.5 1.5 3.0 4.0MgCr2O41.0 1.0 1.0 1.0 1.0CeO20.05 0.1 0.5 1.0 2.0ZrO20.3 0.5 3.0 5.0 6.0CaZRO30.03 0.05 0.3 0.5 0.6LaCrO3BALANCE重量減少%1.20.50.20.31.00.55-0.6電阻率188.5116.018.0867.12055.750-4800(Ohm-cm)σPa192.5 96.3 117.8 102.3 98.7 96-135σPa237.4 51.4 60.3 21.1 13.1 10.2-16.1最大加熱速度5154020-10K/min1.室溫抗壓強度2.1500℃下60小時輻射后的抗壓強度3.美國專利US3，475，352的參數表7組分和組分的重量百分比%平均參數123456MgAl2O40.3 0.5 3.0 10.0 12.0YCrO30.3 0.5 1.5 3.0 4.0MgCr2O415.0 15.0 15.0 15.0 15.0CeO20.05 0.1 0.5 1.0 2.0ZrO20.3 0.5 3.0 5.0 6.0CaZRO30.03 0.05 0.3 0.5 0.6LaCrO3BALANCE重量減少%1.20.50.20.31.00.55-0.6電阻率282.0199.022.1873.42076.550-4800(Ohm-cm)σPa187.3 96.3 98.1 120.1 105.3 96-135σPa281.2 90.6 90.3 33.2 25.1 10.2-16.1最大加熱速度5153020-10K/min1.室溫抗壓強度2.1500℃下60小時輻射后的抗壓強度3.美國專利US3，475，352的參數表8組分和組分的重量百分比%平均參數123456MgAl2O40.3 0.5 3.0 10.0 12.0YCrO30.3 0.5 1.5 3.0 4.0MgCr2O40.5 1.0 10.0 15.0 20.0CeO20.1 0.1 0.1 0.1 0.1ZrO20.3 0.5 3.0 5.0 6.0CaZRO30.03 0.05 0.3 0.5 0.6LaCrO3BALANCE重量減少%1.20.50.20.31.00.55-0.6電阻率297.0116.08.1862.12098.950-4800(Ohm-cm)σPa172.1 96.3 144.0 120.3 115.0 96-135σPa218.4 71.4 140.3 33.2 26.2 10.2-16.1最大加熱速度10154020-10K/min1.室溫抗壓強度2.1500℃下60小時輻射后的抗壓強度3.美國專利US3，475，352的參數表9組分和組分的重量百分比%平均參數123456MgAl2O40.3 0.5 3.0 10.0 12.0YCrO30.3 0.5 1.5 3.0 4.0MgCr2O40.5 1.0 10.0 15.0 20.0CeO21.0 1.0 1.0 1.0 1.0ZrO20.3 0.5 3.0 5.0 6.0CaZRO30.03 0.05 0.3 0.5 0.6LaCrO3BALANCE重量減少%1.20.50.20.31.00.55-0.6電阻率288.0110.210.6873.42398.150-4800(Ohm-cm)σPa171.9 89.3 134.5 120.1 107.6 96-135σPa216.7 67.5 112.4 33.2 21.5 10.2-16.1最大加熱速度5154020-10K/min1.室溫抗壓強度2.1500℃下60小時輻射后的抗壓強度3.美國專利US3，475，352的參數表10組分和組分的重量百分比%平均參數123456MgAl2O40.3 0.5 3.0 10.0 12.0YCrO30.3 0.5 1.5 3.0 4.0MgCr2O40.5 1.0 10.0 15.0 20.0CeO20.05 0.1 0.5 1.0 2.0ZrO20.3 0.5 3.0 5.0 6.0CaZRO30.05 0.05 0.05 0.05 0.05LaCrO3BALANCE重量減少%0.90.50.30.41.00.55-0.6電阻率348.0116.06.6717.81857.050-4800(Ohm-cm)σPa192.6 96.3 123.1 103.3 89.8 96-135σPa221.3 71.4 101.6 36.9 32.2 10.2-16.1最大加熱速度5155020-10K/min1.室溫抗壓強度2.1500℃下60小時輻射后的抗壓強度3.美國專利US3，475，352的參數表11組分和組分的重量百分比%平均參數123456MgAl2O40.3 0.5 3.0 10.0 12.0YCrO30.3 0.5 1.5 3.0 4.0MgCr2O40.5 1.0 10.0 15.0 20.0CeO20.05 0.1 0.5 1.0 2.0ZrO20.3 0.5 3.0 5.0 6.0CaZRO30.5 0.5 0.5 0.5 0.5LaCrO3BALANCE重量減少%0.30.30.20.31.00.55-0.6電阻率396.0275.154.0873.41985.050-4800(Ohm-cm)σPa196.6 112.3 152.1 120.1 109.7 96-135σPa216.2 61.2 121.4 33.2 30.2 10.2-16.1最大加熱速度5153020-10K/min1.室溫抗壓強度2.1500℃下60小時輻射后的抗壓強度3.美國專利US3，475，352的參數下面的實施例描述了本發明的陶瓷混合物在如上所述的消毒設備中的應用。
實施例11將需要消毒的醫療器械放入一體積為310×175×100mm的容器中，作為紅外線輻射源，使用4個鹵素燈，將它們均勻排列在容器的上部。此外，將一層用配方A的陶瓷材料覆蓋在燈上。
在燈泡上面，放置采用配方為B的陶瓷材料制成的屏，接通電源之后，轉換層被加熱，經過1～1.5分鐘之后，轉變層的溫度由于在大約600℃的水平上熱量平衡而呈現穩定，用這種方式，通過紅外輻射對醫療器械進行處理。
隨后進行消毒結果的測試，將各種醫療器械，如注射器和針頭、劃痕器、解剖刀和鉗子放入本發明的消毒設備中，在125℃的溫度下，分別對其進行紅外輻射1、2、3、5、10和15分鐘，對每一時間期限的每一器械作九種測試，結果發現每一種器械都得到適當地消毒了，沒有細菌或病毒的跡象。
在同樣的時間期限和溫度下，用同樣的部件用同樣的程度的紅外輻射作第二輪試驗，再一次對每一時間期限內的每一器械作方式不同的測試，試驗表明，本發明提出的消毒方法具有很高的效率和可靠性。再次發現每一器械都得到適當地消毒，通過BOPGA方法沒有發現有抗原、HB或肝炎B的跡象。
為了比較，使用已有技術的消毒設備，該消毒設備不帶有陶瓷屏，按上述方式對所測試的72件器械進行消毒，當時這些器械通過進行適當的紅外輻射而消毒時，其時間超過15分鐘，許多注射器會有裂紋，一些金屬器械由于其局部過熱而變色。
下面的實施例描述了本發明的陶瓷混合物在如上所述的干燥設備中的應用。
實施例12需要干燥的物品，根據它的類型進行準備工作，如蔬菜和水果要經過沖洗，清除腐爛的部分，如果需要還要切割，然后放上如上所述的干燥設備的室中，對其進行紅外輻射，此處，由初始源的輻射作用產生的紅外輻射進入采用配方B的陶瓷材料屏或轉換層中，作為初始輻射源，可以使用上述的可提供能量的元件。
干燥過程是持續進行的，直到產品質量的減少停止。在干燥過程中，產品的細胞組織是受到保護的不會被損壞和/或改變。這樣就會保存被干燥產品的多數主要特性和特征，如它的營養特性或特征，包括顏色、味道、氣味、等等。在干燥的同時，這些產品也被消毒。
當把干燥后的產品放到水中時，大約15～25分鐘后，它會重新吸收失去的水份，恢復最初的形狀和狀況，如體積、重量、味道、氣味等等。
為了對不同的材料進行比較分析，我們研制出了一種實驗設備，它具有幾個輻射源，這些輻射源放置在底部，在輻射源的上面放置一個用200mm不銹鋼制成的網狀物，被干燥的物品放在網狀物上。
將胡蘿卜切成禾桿形狀，尺寸大約為5×5×60mm，使其受到輻射能量密度(用電能表示)為3Kn/m2的輻射，采用下列元件來比較上述產品的干燥結果(1)一在石英玻璃試管上鎳鉻合金導線制成的傳統的熱感應圈;
(2)一涂覆一層富鋁紅柱石的感應圈;
(3)一涂覆一層根據本發明的一個實施例的陶瓷材料的熱感應圈;
(4)一涂覆一層根據本發明的另一個實施例的陶瓷材料的熱感應圈;
(5)一涂覆有兩層根據本發明的再一個實施例的陶瓷材料的熱感應圈;
元件(3)的陶瓷層包括下列組分配方C組分重量百分比Fe2O328SiO217CaO5.5Al2O32.5MgO2CuO0.3Cr2O344.7元件(4)的陶瓷層含有重量百分比為1%的表1中配方2的陶瓷材料，及99%的富鋁紅柱石(“配方D”)，而元件(5)的陶瓷層包括具有配方C的陶瓷混合物的第一層，接著是具有配方D的陶瓷材料的第二層。
將粒徑大約為1微米的各種混合物，用刷子與粘結劑一起涂敷在元件的表面，粘結劑由聚乙烯醇和/或液態玻璃配成。然后將元件放到干燥設備中進行測試，其結果如圖8所示。
根據所給出的數據，用兩種陶瓷混合物(元件(5))覆蓋輻射源時得到了最大干燥速度，在這種情況下，經過大約40分鐘后，被干燥的物品的重量接近恒定。經過大約75分鐘后，元件(4)也可使產品干燥。這些元件與傳統的IR干燥設備相比，干燥效率更高。
此外，還可以用下列元件來比較這些產品的干燥結果(6)一涂覆有一層根據本發明的一個實施例的陶瓷材料的熱感應圈;
(7)一涂覆有一層富鋁紅柱石的熱感應圈;
(8)一涂覆有一層根據本發明的另一個實施例的陶瓷材料的熱感應圈;
(9)一涂覆有兩層根據本發明的再一個實施例的陶瓷材料的熱感應圈。
元件(6)的陶瓷層包括下列組分配方E組分重量百分比Fe2O335SiO228CaO15Al2O33.5MgO3CuO2Cr2O313.5元件(8)的陶瓷層含有重量百分比為1%的表11中配方4的陶瓷材料，以及99%的富鋁紅柱石(“配方F”)，而元件(9)的陶瓷層包括具有配方E的陶瓷混合物的第一層，緊接著是具有配方F的陶瓷材料的第二層。
將粒徑大約為1微米的各種配方，按如上所述的方式涂到元件上，然后將這些元件放入干燥設備中進行測試，其結果如圖9所示。
又可以看出，最大干燥速度被覆蓋著兩層陶瓷混合物的輻射器(元件(9))得到，經過大約40分鐘后，被干燥的物品的重量接近恒定。元件(8)經過大約75分鐘后可使物品干燥，這些元件與傳統的干燥設備相比，干燥效率更高。
此外，干燥的胡蘿卜的獨立試驗表明，本發明具有很高的感官特性，與用先前已知的方法干燥過的胡蘿卜相比，能最大限度地保護胡蘿卜的特性和特征，包括它們的營養價值和一般/整個外觀。
根據本發明的陶瓷材料產生的紅外輻射，可以在很寬的范圍內應用，如進一步應用于絲綢加工，生物物質的保藏、熱塑物質的干燥、食物保藏、種子保存、烘烤食品、烹調食品、酒的陳化、水的脫鹽和涂敷層如顏料的干燥。這些應用下面將要描述。
絲綢加工根據本發明生成的紅外輻射可以用于繭絲生產設備以及生物技術工業中，在絲綢加工中，公知的方法是通過升華作用干燥活的蠶蛹和蠶繭，只要保護它們原來的樣子，升華可以使蠶繭具有滿意的特性，盡管如此，這種方法也沒有廣泛被接受，這是因為其費用太高，以致于不能應用于工業規模。
工業上采用的干燥蠶蛹和繭的方法是對流加熱，見Sh.Yuldashevetal.，“Efficiencyofmoisteningtheheatcarrierincocoondriers”.Report3.Comparativetestingofcocoondriers.“Sholk(silk)”，＃3，P.19，1990。然而這種方法使蛹具有不良特性，實際上它不能用于生物技術工業中。對活的蛹和活的繭的干燥也不能采用真空超高頻微波來進行。然而這種方法也太昂貴，目前還沒有發現它廣泛用于工業領域。
然而，采用根據本發明產生的紅外輻射對蠶蛹和繭進行干燥，令人驚奇地輕易地就改進了它們的特性，和繭退解的速度，以及得到了原始絲綢材料。采用本發明的紅外輻射進行干燥還可以保持蛹和繭的原狀，從而該蛹可以用于生物技術和其它領域。
通常，根據本發明對繭進行處理可以通過對活的繭進行紅外(IR)輻射來實現，上述紅外輻射是由上述陶瓷混合物A和B產生的，下面進一步用下列非限制性的實施例進行詳細說明。
實施例13將活的蠶繭放在一鐵絲網托架上，使它們在垂直方向重疊成兩層，如圖10(a)所示，對這些繭進行紅外輻射，該紅外輻射是由一陶瓷轉換屏產生的，該陶瓷轉換屏由1%的混合物A和99%的富鋁紅柱石組成的混合物而制成。在自然對流通風而沒有溫度控制的條件下，用陶瓷屏產生的紅外輻射對繭進行照射，產生紅外輻射陶瓷屏的溫度是180～200℃，處理時間如圖11所示，從這些繭得到的根據該實施例干燥的絲的特性如表12所示。
實施例14如圖10(b)所示，將活的蠶繭放置在鐵絲網托架上，分別成“一層”和在垂直方向上三層重疊的層，對繭進行如用實施例13產生的紅外輻射，然后，采用強制通風，使得繭的溫度不超過50℃±0.5℃。
用由混合物A和B(富鋁紅柱石)制成的陶瓷屏產生的紅外輻射進行干燥的結果如圖11所示，由此可見，“單層”繭的干燥比三層重疊在一起的頂層要快得多，重疊干燥的中間層和底層干燥得最慢，通風可明顯地加速干燥過程。
得到的繭可以退解成絲，根據本發明這一實施例干燥的繭，制出絲的特性如表12所示，從表12可以看到，與傳統的超高頻干燥和對該加熱干燥相比較，本發明對繭的干燥增加了生絲的產量，減少了廢物總量，降低了絲線的不連續程度(它有助于增加連續退解的絲線的長度)，增加了繭退解的程度和速度，以及每個繭的絲線的總長度。
繭的退解用一個由“Shin Masuzawa Co.，Ltd.”制造的機器來測量。該機器用來分別解開繭，在B.YS.Kahimov等人的“A Study of the Properties of Cocoons Dried in an UHF Field in Cocoon Dryers，Electronika TKSH-50，Report 3，Effect of Processing Parameters in the Cocoon Drier Electronika TKSH-50，on the Technological Properties of Cocoons”SHOLK(SILK)N3，pp.21～23，1985一文中描述了這種機器的詳細情況。為比較起見，表12中給出了在120℃的溫度下，用傳統的對流加熱干燥后的繭以85m/min的退解速分解繭4-8小時，平均線的斷頭率為每個繭1.8。用超高頻法干燥的繭，以同樣的速度退解時，平均線的斷頭率為0.75。然而，令人驚奇的是用本發明的方法干燥后的繭，以240m/min的速度退解時，平均線的斷頭率只有0.8。
還要測定根據上述方法干燥后的繭的生物活性，為了測定生物活性，我們測定了幾個發酵活性，對于該活性人們已通過蠶對其進行了研究，并且它們有不同的耐熱性。這些發酵活性包括磷脂酶A2，以及在特定的合成醚基層(BASE和ATEE)上測量的胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶抑制素。
表13和14列出了對蠶蛹各個樣品進行發酵測試的結果，從這些表中可以看到，采用上述對流加熱干燥方法干燥后的繭得到的蛹具有最低的磷脂酶A2活性，參見Sh.Yuldashev，I.Z.Burnashev，U.Baturov，A.Karimov，E.Tajiyev.“Efficiency of moistening the heat carrier in cocoon driers”.Reprt 3.Comparative testing of cocoon driers.“SHOLK(silk)”，＃3，P.19，1990。然而，用本發明產生的紅外輻射干燥所得到的結果接近于采用非常昂貴的升華干燥的結果。同樣，如表14所示，采用本發明的方法進行干燥，可以使蛹甚至保持蠶的通常低的分解蛋白活度，如胰蛋白酶型活度和胰凝乳蛋白酶型活度，這些活性得以保留很顯然是由于在這些酶的培育中使用了根據本發明干燥的蛹而使初使胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的活性迅速增加的結果。用根據本發明干燥后的蛹的提取物進行處理可以觀察到具有相似的其它酶、類脂物和維他命活性和穩定性。
＊本表給出的是90個繭(對超高頻干燥)和60個繭(對本發明的紅外輻射)三次連續運行的平均值。
1.120℃，時間＝4～8小時;
2.B.Ys.Khaimov，等人“在繭干燥機‘Elektronika Tksh-50’中用超高頻場干燥繭的特性研究”，報告3，在繭干燥機‘Elektronika Tksh-50’中工藝參數對繭技術特性的影響，“Sholk(Silk)”，＃3，21～23(1985)。
下面要證明用本發明的陶瓷混合物產生的紅外輻射對蠶蛹和繭進行干燥可以在蛹中保存生理活性化合物，從而可以擴大蛹的提取物在生物技術、食品加工、藥品制造、以及彈藥生產領域中的可能的應用范圍。然而，本發明提供了一種簡單的干燥方法，它可以在很多的干燥設備中使用，并具有很高的環境安全性。
表13PH值范圍 9.0 10.0 11.0 10.0(沒有CaCl2)干燥方法及活性1.經過升華干燥后17.332.517.535.0的磷脂酶的活性2.經過對流加熱干燥后5.311.24.813.1的磷脂酶的活性*3.經過UHF干燥后9.718.87.520.0的磷脂酶的活性*4.經過本發明紅外干燥15.028.213.431.6后的磷脂酶的活性*＊用在G.H.De Haas等人的“Biochem.et biophys.acta”，1968，159，P.118中描述的電位滴定法測量磷脂酶活性，磷脂酶活性用mmol/min×1%的蛹樣品溶液ml數來表示。
表14蛋白酶的蛹樣品在水中在水中酶為蛋白酶活性1合成基質 1.0%的溶液 0.1%的溶液2UHF3IRBAEE 0.1ml - 0.00 0.304BAEE - 0.1ml的tr 1.80 1.805BAEE 0.01ml 0.1ml的tr 1.60 1.505BAEE 0.05ml 0.1ml的tr 0.96 0.825BAEE 0.1ml 0.1ml的tr 0.73 0.535BAEE 0.3ml 0.1ml的tr 0.00 0.005ATEE 0.1ml - 0.00 0.546ATEE - 0.1ml的ctr 3.4 3.407ATEE 0.1ml 0.1ml的ctr 0.7 0.567ATEE 0.3ml 0.1ml的ctr 0.36 0.0071.用由“Radiometer”，Denmark生產的自動滴定器，通過電位滴定來測量蛋白酶的活性。用相對值來表示活性，例如在恒定測試條件下的動態曲線的斜率。參見N.R.Dzhanbaeva等人的“Investigatton of Menolytical Elements of Cotton Seeds”Chemistry of Natural Compounds N2，PP.222-228，1972。
2.規定tr-胰蛋白酶，ctr-胰凝乳蛋白酶。
3.B.Ys.Khaimov，A.Abdullayev，G.I.Arkhipova，M.Ya.Bakirov.“在繭干燥機‘Elektronika Tksh-50’中用超高頻場干燥繭的特性研究”，報告3，在繭干燥機‘ElektronikaTksh-50’中工藝參數對繭技術特性的影響，“Sholk(silk)”，＃3，21～23(1985)。
4.胰蛋白酶狀活性的比較。
5.胰蛋白酶活性抑制素的比較。
6.胰凝乳蛋白酶狀活性的比較。
7.胰蛋白酶活性抑制素的比較。
生物材料的保藏如上所述，本發明通常可以應用到生物技術領域，更具體地說，本發明可以用于生物制品的濃縮、干燥以及消毒方法中，本發明還可以應用于農業、輕工業領域，如紡織、食品、微生物、藥品和彈藥工業，以及廢產品和污水的處理與消毒過程中。
采用過濾法、沉淀法、色譜法、電泳法和膜技術各種方法進行液體濃縮、提純、生物組織的均勻化均屬公知技術，參見G.E.Bagley，D.F.Ollis，BiockemicalEngineeringFundamentals1989，Moskwa，MIR，V2，P255～345。所有這些方法都有局限性，在濃縮生物材料方面，不能徹底濃縮。此外，由于含有多余的水份，所以最終產品只能貯存有限的時間。
已知的升華法可以使這些產品具有很少的或不含有多余的水。然而，升華法要求深度冷凍，這將分解要被干燥的生物材料的細胞結構。升華法對于在工業規模干燥一種不太貴的原材料來說費用太高。此外，升華法需要的時間比較長，必須批量地進行。
也可以采用帶真空的超高頻干燥或強制通氣對生物制品進行濃縮和干燥，但該方法也很昂貴，不能應用在工業中，此外，用這種方法制備出的產品損失了大量芳香油類，一些生理活性物質會失去自然屬性。
然而，令人驚奇的是本發明能夠對生物制品進行濃縮、干燥和同時進行消毒，而不破壞生物活性物質的生理活性，這些生物活性物質如酶、維他命、荷爾蒙、易被氧化的化合物、芳香油，及其類似物。
根據本發明，對液態、破碎狀或糊狀的生物制品或其一部分進行波長范圍為2～9mcm的紅外輻射，該紅外輻射是由混合物C和B制成的兩層陶瓷轉化屏產生的，在雙層屏中，混合物C在里層，它直接被一個電熱元件加熱。混合物制成雙層屏的外層，它靠近被處理的材料。該屏被加熱到180℃～300℃，以產生紅外輻射。由兩層陶瓷屏產生的紅外輻射的波長范圍可使生物材料中的水最大限度地吸收紅外輻射，而使生理活性和生物材料的其他有機化合物最小限度地吸收紅外輻射。
此外，還可以選擇紅外輻射的波長，以便趕走和除去生物材料中的水分子。所有干燥作用比現有技術能量效率高得多，因為在現有技術的方法中，一部分能量用來加熱生物體本身而被耗費掉，這部分能量傾向于破壞生物材料的生理活性。
實施例15對整個生物制品或其部分，以及用農業產品制成的組合物進行紅外輻射，該紅外輻射如上所述是由混合物C和B制成的雙層陶瓷屏產生的。上述物品包括圓白菜(10～50mm長的碎片);紅胡蘿卜(碎片);桑樹葉(Worusalba);整個辣根植物(辣根屬植物);蜜蜂花屬和羅勒屬植物。將它們的綠色部分切成長度為10～50mm的片，然后制成供蠶食用的糊狀的人造食品，將這些食品制成顆粒狀，放在塑料盤上。用紅外輻射處理的材料還有蠶成蟲、蠶蛹、和蠶繭(中國桑蠶)、豬的胰臟(切碎的)、酵母、固定在硅膠中的磷脂酶D-參見SH.R.Madjarov，N.Sadicova，“PhospholipaseDfromSoybean-thepreparationforHydrolysisandSynthesisofphospholipid(Russ)CatalysisandCatalyficalProcessChen-pharmproductions，”AllUnionConference1989.FANTashkentV2.將上述所有的樣品放在鐵絲網托架上，在Petri板或一薄塑料盤中，對糊狀的樣品(如蠶的人工食品和固定的磷脂酶D)進行干燥。在干燥器中用紅外輻射進行干燥。同時強制通風，使得溫度保持在50℃。
實施例16同實施例15，對各種液態的生物材料進行濃縮和干燥。這些材料包括健康的蠶成蟲及得有肝褐色斑病(hapatic)的蠶成蟲中的血淋巴;木素木霉真菌未分離的培養液(參見G.TashpulatovKHGelatova，T.Abdullae，M.Mipsaraasikova，“TrichodermaLiquoram19Cellutase(Russ)inCellutasesoftheMicroorganisms，”Nayka，Moskwa，1981，P114-128)，該培養液包括含有真菌本身的纖維素酶的復合體;由Ladyzhino生化工廠生產的堿性蛋白酶B.枯草桿菌的濃度為0.5%的水溶液;由“spofe”(捷克斯洛伐克)生產的從牛胰臟提取的胰蛋白酶的濃度為0.1%的水溶液;Tashkent繅絲廠排出的廢水。將上述材料的試樣液(濃度為0.1～1%的水溶液)放入滲析管，該管由“Serva”(德國)生產，其直徑為6mm，長度為350mm。將該管的底端塞住，在該管的頂端插入含有上述生物材料溶液的送料漏斗。在控制滲析管的中部放置溫度計。對該管進行需要波長(2～9mcm)的紅外輻射，同時進行人工通風以使流動的空氣溫度保持在40～50℃。管內的溫度為18～22℃，溶液的濃縮率為每8分鐘1ml。當上述生物材料處于液態時，要使其濃縮至理想程度，利用泵將液體通過滲析管和空心管送回罐中，從而使該過程循環進行。
針對糊狀人工食物進行上述材料的干燥動力特性測試，上述食物是供蠶食用的，它是通過將干燥的飼料混合體進行攪拌而制得，該混合體包括桑葉末、黃豆粉，可作為黃豆粉的部分替代物的棉籽粉，蠶蛹，絲交蛋白粉，小球藻屬粉及含水維生素B，維生素B與水的比例為1∶2。(參見SH.R.Madjarov，N.M.Khalmoviraev，U.N.Nosirillave，N.K.Ababakirovetal.Nitrionsforsilkwormsbreeding/89年1月3日批準的第1475568號蘇聯專利)。上述糊狀食物可制成各種形式如各種尺寸的顆粒和片。將該食物放置到薄的塑料板上，如圖9A所示，放入容器(Petri板)中的顆粒和片要干燥8個小時。放置在塑料板上的糊狀食物顆粒和片要干燥5個小時，當食物鋪放的層厚不超過2.5cm時，上述食物的顆粒(和片)干燥的非常快。
人工食物的營養值可由隨著蠶成蟲年齡的增長其重量增長的速度來判斷。上述食物中的其它生物物質的活性可通過食物的發酵活性來判斷。在這里之所以采用發酵活性是因為由發酵造成的腐爛，如變質的起始溫度為30℃。
生物物質如上述人工食物的酵素生物活性是按下述方式確定的借助BAEE和ATEE的合成物質，利用電勢滴定法對分解蛋白活性進行測定。通過將著色的物質OC-31中的顏色分泌出來，利用分光光度分析法對cellulosolytical的活性進行測定。參見Lyalikov，《PhysicalandChemicalMethodsofAnalysis》，1978年4月。通過使鄰苯二酚氧化，利用公知的極普法對酚氧化酶活性進行測定;借助谷氨酰胺的氧化率利用極普法對酵母的生物氧化度進行測定;根據卵磷脂的水解率測定磷脂酶D的活性;根據G.H.DeMaas，N.M.Postema，W.Neuweuhuizen，L.L.M.VanDeahenBiochem和Biophys.ACTAsets1968V158mP118-126中所描述的方法測定磷脂酶A2的活性。
在表15中所給出的數據為食用上述方法所制備的人工食物的蠶成蟲(tetrahybrid-3)的重量增加值。如果要控制重量，則可使用新鮮的桑葉作為食物。參見第1475568號蘇聯專利。另外我們還測試了使用桑葉末的效果，使用胖的被去掉的蠶蛹末以及從蒸氣設備獲得的cericine末的效果。上述蠶蛹末及cericine末可用作人工食物的蛋白添加劑并可作為相應量的低脂肪的豆粉替代物。然而可在所有食物中加入桑葉末，因為桑葉具有誘鉺作用，并且含有蠶喜歡吃的和促進噬菌體增長的物質。
根據圖15，可以將采用費用相當高的升華方法和本發明方法得到的結果與采用新桑葉的對照型方法得到的結果相比較。對于用微波干燥的食品制成人工食物，其對應的蠶重量增加值相當小。另外作為絲生產過程中的副產品所產生的cericine及低脂肪蠶蛹末包含與蠶蛹所分泌的幾乎相同的氨基酸和其它生理活性物質。因此上述粉末可作用生物增長劑。
關于上述試驗中的其它生物材料特性分析，可以將酵素活性與新的(未干燥)材料的活性進行比較。比如在工廠試樣均漿中，可根據經紅外輻射干燥的材料得出下列磷脂酶的活性(units/g)，關于此內容可參見SH.R.Madjarov，N.M.Khalmoviraev，U.N.Nosirillaev，N.K.Abubakirov et al.，Nitrions for Silkworms Breeding/第1475568號蘇聯專利。下面給出在對各種試樣進行干燥之前/之后該各種試樣的成分及磷脂酶D的活性卷心菜3.20/3.05;胡蘿卜4.00/3.86;桑葉1.50/1.62;從豆粉獲得的硅膠磷脂酶D+42/38。下面還給出用紅外輻射過的各種材料及磷脂酶A2(units/g)的活性豬胰臟末0.50/0.46;該胰臟經過內生蛋白酶的活化(參見G.H.DeMaas，N.M.Postema，W.Neuweuhuizen，L.L.M.Van Deahen Biochem，et Biophys，ACTA 1968V158m P118～126);蠶蛹0.20/0.18;BAEE的濃度為0.1%的水溶液中的由SOPFA化合物(捷克斯洛伐克公司)制得的胰蛋白酶8.0/7.6，蛋白酶B微料0.72/0.70，該活性值單位為units/mg;在培養的液態Trichoderma liquorium中的一般性纖維素活性0.05/0.05，該活性值單位為units of D490/hour mg;從蠶血淋巴制得的酚氧化酶0.30/0.25，該活性值單位為units tan α/mg;蠶成蟲0.09/0.085;蠶蛹0.11/0.40;酵母的生物氧化度37/32(其活性值單位為濃度為0.5%的懸浮液中Tanα/ml)。
表15干燥方法及食物成分各年齡組蠶成蟲的平均重量(克)2345升華1桑葉末0.02050.0890.2800.722低脂肪蠶蛹末5%*0.0190 0.090 0.282 0.783絲生產水蒸氣中的0.02020.0870.2730.75cericine末2%*4對照型-標準食物(新桑葉)0.01950.0830.2650.73UHF1干燥的桑葉末0.01630.670.2050.582低脂肪蠶蛹末5%*0.0158 0.59 0.196 0.53按本發明進行的紅外輻射1干燥的桑葉末0.01920.0850.2730.732低脂肪蠶蛹末5%*0.0195 0.087 0.276 0.723cericine末2%*0.0197 0.020 0.270 0.704對照型-標準食物(新桑葉)0.01900.0850.2600.68＊表示加(按重量百分比計)等量的低脂肪豆粉。
從上述有關發酵的數據，可驚奇地發現在根據本發明進行干燥的過程中，生物物質的特性幾乎全部都保存下來。另外，在廢液產物及污水的處理過程中濃縮的及干燥的生物液體也都幾乎保持了生物物質的所有特性。
從上述數據我們還可以發現本發明的紅外輻射干燥方法還具有另一優點，即可同時對食物進行消毒。這樣就可使食物貯藏更長的時間而不腐爛。比如，用本發明方法干燥的人工食物在吸入蒸餾水之后對環境中的微生物具有更強的抵抗性。如果按本發明方法干燥的材料所制備的人工食物放在15℃的溫度下密封包裝貯存，則該人工食物可保存15～70天不變質。這樣，該干燥的食物所貯存的時間比用常規的在120℃溫度下干燥4～8小時的熱交流方法干燥后食物貯存時間長2倍多。
利用本發明方法干燥的食物，如辣根粉末，蜂花屬粉末、羅勒屬粉末，經器官感覺分析表明其原有的芳香特性幾乎保持不變。在這里應特別提到蜂花屬在用已有技術的干燥方法過程中會很快失去其芳香特性。
根據上面所述，本發明的生物材料的濃縮和干燥方法與已有技術相比，其優點在于，干燥和濃縮效率高，并且同時具有消毒作用;該方法的工藝過程簡單;能耗低;可保持生理活性物質的特性而不損失生物物質及醚油;可與現有的生物技術方法結合使用。
塑性材料的干燥本發明另一個優點在于，它還可用來對塑性材料進行干燥。公知的塑性材料的干燥方法是將塑性材料放入爐中，該爐灶溫度為120℃，直至去除全部水份。但是上述公知方法需耗時12小時以上。
另外，人們還知道如果對干燥的材料進行紅外輻射，該輻射是由富鋁紅柱石制成的轉換屏發出，則可加速干燥過程，并可改善干燥的塑料制品的特性。參見蘇聯發明證書第366833號MKU01425/00AO1C1/00-analog。但是上述公知方法的缺點在于干燥效率差。
然而當采用本發明的方法時，如果使用加有按重量百分比計0.5～4.0%的混合物C的富鋁紅柱石作為轉換屏則可提高上述的干燥效率。作為替換方式，上述的轉換屏也可由1%的混合物A及99%的富鋁紅柱石制成。另外，加熱器也可覆蓋含有混合物C的陶瓷轉換屏。
為了說明采用本發明對塑性材料進行干燥的過程，可將酰胺放入干燥體(爐灶)中，用紅外輻射對其進行處理，該紅外輻射是由熱源能引導到一個陶瓷轉換屏上所形成的。使用放入陶瓷、玻璃、石英玻璃和金屬管中的螺旋線加熱元件或加熱鹵素燈將上述陶瓷轉換屏加熱到足夠的溫度以使其產生紅外輻射。連續進行上述干燥過程直至被處理的材料的質量減輕量為零。
實施例17為了進行比較試驗，采用了一種裝置，該裝置包括普通的電熱鎳鉻合金輻射器，該輻射器置于不銹鋼制成的網的底部，該網與輻射器的間距為200mm、待干燥的物品放在網上。
我們進行了比較試驗以比較下述三種情況的加熱效果。第一種情況是采用位于石英玻璃管中的鎳鉻合金線，上述石英玻璃管外面覆蓋有如上所述的一層加熱到300℃的富鋁紅柱石;第二種情況是采用位于石英玻璃管中的螺旋鎳鉻合金線，該石英玻璃管外覆蓋有前述的加熱到300℃的混合物B;第三種情況是采用位于石英玻璃管中的螺旋鎳鉻合金線，該石英玻璃管外覆蓋有前述的加熱到300℃的混合物C，上述試驗結果如圖12所示。
如圖12所示，盡管在開始階段使用混合物B的情況具有較高的干燥率，但是最大的干燥率是出現在使用混合物C的轉換層的情況中。對于使用混合物C作為轉換層的情況，其整個干燥時間為160分鐘;對于使用混合物B的情況，其整個干燥時間為200分鐘;對于使用富鋁紅柱石的情況，其沒有實現完全干燥。
食品的保存本發明還可用于保存食品，已有技術中的食品保存方法是將食品放入氣密室中，同時將該室移入恒定磁場中，上述氣密室充有臭氧-Aeron的氣體混合物。該已有技術的方法的缺點是處理工藝復雜，保存時間短，因為該方法不能對處理的水果進行消毒。然而利用本發明方法對水果進行紅外輻射可更加有效地對該水果進行貯存和保藏。
上述優點可按下述方式實現，即對食品如水果進行可見光輻射，其光波波長范圍為730～750nm;然后用紅外輻射對其進行處理，該紅外輻射是由陶瓷轉換屏產生的。根據已有技術可知激光、氖燈等類似裝置產生的光波波長為730～750nm。
用730～750nm的可見光輻射及紅外輻射對水果進行處理可延緩水果品質的降低，從而可使水果在相當長的時間內保持其主要營養成份。在這里可以使用外面覆蓋有陶瓷轉換屏的電熱加熱器和/或鹵素燈。
實施例18用波長為750nm的可見光輻射對土豆處理1分鐘，該輻射強度為100W/m2，之后對其進行紅外輻射，該紅外輻射是由加熱到200～800℃的由混合物A制成的陶瓷轉換屏產生的。該紅外輻射的強度為2～6kw/m2，持續時間為1分鐘。在處理后的六個月期間內進行的觀察表明，土豆沒有變質、發芽，并保持其所有的原有的營養特性。(未用紅外輻射)對照型試樣在兩個月后便發芽，并且其中的一部分(約50%)變質。
實施例19該實施例中除胡蘿卜要進行處理之外，其它情況均與實施例16中的相同。在處理后的六個月內所作的觀察表明，胡蘿卜沒有變質、發芽，并保持其所有原有營養特性。(未用紅外輻射)對照型試樣在兩個月后便發芽，并且其中的一部分(30%)變質。
實施例20在該實施例中，除對洋蔥進行處理這一情況之外，其它情況均與實施例16和17中的相同。在處理后六個月內所作的觀察表明，洋蔥沒有變質、發芽，并保持其所有原有營養特性。(未用紅外輻射)對照型試樣在三個月后使發芽，并且其中的一部分(20%)變質。
植物種子的保存除了前面所述的應用領域以外，本發明方法還可用來在種植前對種子進行處理。已有的對種子的處理方法是在種植前對種子進行聚合的太陽光照射。參見Abstractsofreportstothe6thAllunionConferenceofPhotoenergeticsofPlants，pp.168～169，Lvov，1980。然而采用上述的太陽光照射并不能將會使種子腐爛的微生物全部殺死。
采用本發明方法對種子處理可提高種子對病害的抵抗力。本發明還可促使種子更好地生長從而可增加產量。上述顯著的優點可采用下述方式實現，即將上述已有的用太陽光對種子照射改為用波長范圍為630～680nm的可見光波輻射對種子處理，該輻射強度為0.05～140W/cm2，輻射時間為1～200秒，接著用陶瓷屏產生的紅外輻射對種子進行處理。作為公知的技術手段，上述可見光輻射的光波波長及強度可由激光、氖燈、濾波器等裝置產生。
用作產生紅外輻射的轉換屏的陶瓷混合物由混合物A構成。可采用鹵素燈光強度為2-6Kw/m2對陶瓷混合物加熱一分鐘以產生用來處理種子的紅外輻射。處理種子時，可將其放在盤子上，對其進行波長范圍為630～680nm的可見光輻射，其輻射強度為0.05～140W/cm2，輻射時間為1～200秒。之后對種子進行紅外輻射，該輻射由陶瓷轉換屏產生。
實施例21對棉花種子進行波長為660nm的可見光波輻射，該輻射強度為0.05W/cm2，輻射時間為200秒。同時對該種子進行紅外輻射，該輻射強度為2～6Kw/m2，輻射時間為30～90秒，該紅外輻射由加熱到300～800℃的陶瓷混合物A產生。處理過的種子中有99.8%發芽。未經紅外輻射的種僅有96%的發芽。經觀察可知由本實施例中的經過處理過的種子發芽而生長起來的植物具有病害如根黑腐病和rizoklonioz的抵抗性。與此相對比，未象本實施例那樣經過紅外輻射的種子有6%種植后得了根黑瘤病，有4%種植后得了rizoklonioz。
實施例22對西紅柿種子進行波長為630nm的可見光輻射，該輻射強度為140W/cm2，輻射時間為1秒，然后進行紅外輻射，該紅外輻射由加熱到300～800℃混合物A制成的陶瓷轉換屏產生。該處理過的種子發芽率為99.3%;對于僅受可見光輻射的種子，其發芽率為93%。未對受紅外輻射的種子及其種植后生長的植物的病害情況進行觀察。未象本實施例那樣用紅外輻射的種子，其種植后生長的植物有32%發生了病害。
實施例23對胡椒種子進行波長680nm的可見光輻射，該輻射強度為40W/cm3，輻射時間為3秒，然后進行紅外輻射，該紅外輻射由加熱到300～800℃的混合物A制成的陶瓷轉換屏產生。該處理過的種子發芽率為99.4%;與此相比，僅受可見光輻射的種子發芽率為89%。未對受紅外輻射的種子種植后生長的植物病害情況進行觀察。用富鋁紅柱石制成的轉換屏產生的紅外輻射的種子，其種植后生長的植物有23%發生了病害。上述實施例表明本發明的處理方法效率高、穩定性強、工藝簡單。
食品的烘烤及燒制本發明的陶瓷材料所產生的紅外輻射還可用焙燒和烘烤食品。已有的焙烤食品的方法的缺點在于由于會蒸發大量的水而會使最終產品的特點很差。另外上述已有方法能耗高，持續時間長。在焙燒土豆片時還有耗費大量油的缺點。因為在油中炸土豆片是在高溫下進行的，故可產生致癌物及其它物質。然而使用本發明產生的紅外輻射則可消除上述缺點。
使用紅外輻射的焙燒方法與已有的上述方法的區別在于紅外輻射可用于干燥。第一，每單位面積的陶瓷轉換面所產生的紅外輻射強度至少比用于干燥的方法高4倍。第二，上述采用本發明的焙燒和烘烤是在密封體中進行的，從而食品中的水份不會從密封體損失掉。采用紅外輻射對食品進行的焙燒及燒制采用混合物C制成的陶瓷屏。該屏可發出波長處于遠紅外區的紅外輻射。將該屏加熱到600～800℃可產生紅外輻射。波長處于上述紅外波譜的光波輻射具有很強的穿透能力。
實施例24將1公斤的作面包用的生面團放入盤，然后將其放入帶有混合物C制成的紅外輻射器的密封爐中。該紅外輻射器可通過在電熱加熱器外面設置一層混合物C的陶瓷而制成。使該電熱加熱器通電以將混合物C的溫度提高到700℃從而產生紅外輻射。上述過程持續4～6分鐘。
由于蒸發的作用上述食品的重量減輕量為5.5～6%。而對于設有一般的電熱加熱器的烘烤爐，其食品的重量減輕量為28%。采用本發明烘烤1公斤干的面包的能耗為0.06KWH，而對于普通的方法，其能耗為0.23KWH。采用本發明的烘烤時間比采用普通傳熱方法少6～10倍。
實施例25將1公斤的牛肉切成3.5cm的塊并將其插在棍上放入帶有紅外輻射器的爐中，該輻射器與實施例22一樣也是通過在電熱式加熱器外面設置一層混合物C的陶瓷而制成。按實施例22所述方式對該輻射器加熱，焙燒牛肉的時間為4～6分鐘。由于水份的蒸發，牛肉的重量減輕量為2.5～3%。對于普通的電熱式加熱器，其對應的牛肉重量減輕量為26～30%。焙燒1公斤的牛肉的能耗為0.07KWH，對于普通的電熱式加熱器其對應的能耗是0.32KWH。利用本發明方法進行焙燒的時間比普通方法少4～7倍。另外利用本發明所制備的面包和肉在外觀上也比普通方法的好。另外利用本發明所制備的產品的其它器官感覺特征也比采用普通方法好。
實施例26將用于制作小片土豆的厚度為5mm的1公斤土豆片放入盤中，之后放入帶有紅外輻射器的爐中，該紅外輻射器與實施例22中所描述的一樣，該紅外輻射器與加熱方式也與實施例22中所描述的一樣。焙燒土豆片的時間為3～5分鐘。由于水分蒸發，土豆片重量減輕量為5～8%。如果將土豆片制成法式炸土豆條，那么可獲得同樣的效果。
使用本發明時無需油，本發明方法可以保持食物的營養特性以及口感、外觀和香味。
加速酒的陳化過程根據本發明所產生的紅外輻射還可用于加速酒的發酵及陳化過程，這樣與一般性貯藏式陳化方法相比本發明的方法可在相當短的時間內獲得所需的味道。
可使用電加熱輻射器來加速酒的陳化過程，該輻射器為加熱到180～300℃的雙層陶瓷式轉換屏。上述轉換屏所產生的紅外輻射按下述方式進行，即對每2公升的酒輻射2分鐘，這樣酒的溫度不會超過55℃。上述雙層轉換屏由混合物C和B制成，其中內層為混合物C，靠近內層的外層為混合物B。
按上述方式進行了紅外輻射2天以后，對如果按一般方式需要貯藏2年的該處理過的酒的特性進行器官感覺分析。該器官感覺分析表明，酒的顏色變黃，改善了酒的色澤(綠酒)，粘度降低(粘質酒)，改善了口感和味道。除了上述優點之外，按照本發明進行的紅外輻射處理還可大大地減少疾病的滋生。另外，還可消滅病源因子，并且可將過量的含鐵化合物和物質轉化成沉淀物。
水的脫鹽根據本發明產生紅外輻射的方法的另一項用途是用來快速和有效地使水脫鹽。水的一般性脫鹽方法，如蒸餾法具有許多缺點，該缺點包括能耗高，時間長。而根據本發明產生的紅外輻射的脫鹽方法則可避免上述缺點。
利用紅外輻射進行脫鹽的方法可以這樣進行，即將陶瓷轉換屏設置在電熱式加熱元件表面，上述陶瓷由混合物A或C制成，將水放在帶涂層的加熱元件下面，并對其進行紅外輻射，該輻射是通過將上述陶瓷轉換屏加熱到500～800℃的方式產生的。
適合于應用本發明的紅外輻射以使水脫鹽的裝置如圖13所示。該裝置10包括盛水用的密封罐15。水通過紅外輻射加熱，該紅外輻射由紅外輻射器25產生，該輻射器25由電熱式加熱元件構成，該元件帶有陶瓷轉換屏。在上述輻射器25上方設置反射器30，該反射器30具體可由阻熱反射性金屬如鋁制成，這樣就可將紅外輻射向下反射到罐15中的水表面17上。供水導熱交換器35設置在出口管40上。螺旋式交換器35設有入口36，該入口36用來接受來自水源的(未示明)待脫鹽的水，另外交換器35還設有出口38，該出口38用來將供應的水排到罐15中。
在操作時，可通過交換器35將待脫鹽的水供應到罐15中，進入罐15中的水的流量應大致與紅外輻射所產生水蒸汽的量相等，這樣就可使罐15中的水幾乎保持不變。所產生的水蒸汽上升并通過與交換器35相連的出口管40。通過交換器35進入罐15中的水流將出口管40冷卻，從而將罐15中所產生的水蒸汽冷凝，并使該冷凝后脫鹽的水排到接收罐45中。
如上所述，通過交換器進入罐15中的來自水源的水流可將出口管40冷卻，從而將水蒸汽冷凝。與此同時，上述供應的水流也被水蒸汽加熱，從而使進入罐15中的水進行了預熱。其結果是由于待脫鹽的水被預熱，從而節省了能源。另外，本發明的紅外輻射可將水表面17氣化，而不是象已有技術那樣將整個水體加熱，這樣使能源效率得以提高。
加速油漆表面干燥過程以利用本發明陶瓷材料所產生的紅外輻射的方式進行干燥還可用于油漆涂層的場合，如汽車行業。以本發明所產生的紅外輻射的方式進行干燥，特別適用于涂層材料和噴漆涂料的干燥，上述噴漆涂料可用作汽車的罩面，從而可提高表面的光澤度。
在已有技術中，使用鹵素燈產生的輻射和對流熱對漆如汽車罩面漆進行干燥，則需要更長的時間，并且汽車的罩面光澤度不高。上述缺點導致下述結果，即利用上述已有方法所進行的干燥會形成這樣的干燥表面層，該表面層會妨礙將溶劑從漆表面內層去除。然而使用本發明的紅外輻射方法進行輻射可穿透油漆從而將油漆基層(通常是金屬)加熱，這樣可避免形成干燥的表面層，這樣就可更迅速地將油漆干燥。另外，與已有技術中的普通干燥方法相比，本發明的紅外輻射干燥還可提高油漆涂層和基層的粘結強度，從而使油漆表面的反射性能和光澤度得以提高。
可以知道，利用鹵素燈對汽車的金屬表面上的涂層材料進行干燥，所需時間為2個小時，該鹵素燈在涂層材料的表面上產生80℃的溫度。與此相對照，利用本發明的紅外輻射方式對上述涂層材料的表面進行干燥的時間僅為2分鐘，該輻射是由雙層陶瓷轉換屏產生的，該轉換屏具體可由鹵素燈加熱到600℃，該轉換屏由混合物C和B制成。因此與利用鹵素燈進行干燥的已有方法相比，采用本發明的干燥時間大大縮短，從而節省了能源。另外，由于油漆與基層之間的粘結強度至少比已有技術方法的多2倍，從而形成的表面質量很高。油漆與下面的基層的粘結強度可按下述方式測定，取2塊金屬板，一塊涂上漆，另一塊涂上膠，將它們相互按一定壓力壓靠在一起，相對涂漆的板轉動涂膠的板，同時保持上述壓力不變，測出轉動涂膠的板以便破壞另一塊板的漆面所需要的力。器官感覺分析表明，用本發明形成的罩面的反射性能及均勻程度均優于用已有技術所形成的罩面。
權利要求
1.一種陶瓷混合物，它具有改善的熱、化學和物理特性，它包括稀土氧化鉻和穩定劑混合物，該穩定劑混合物包括足夠量的堿土尖晶石和堿土鉻酸鹽從而可對稀土氧化鉻起穩定作用。
2.根據權利要求1所述的陶瓷混合物，其特征在于按重量百分比計穩定劑混合物為陶瓷重量的0.5～35%左右。
3.根據權利要求1所述的陶瓷混合物，其特征在于所述的穩定劑混合物按重量百分比計為陶瓷混合物重量的5～15%左右。
4.根據權利要求1所述的陶瓷混合物，其特征在于堿土尖晶石為MgAl2O4。
5.根據權利要求4所述的陶瓷混合物，其特征在于堿土鉻酸鹽為CaCrO4、MgCrO4或SrCrO4。
6.根據權利要求1所述的陶瓷混合物，其特征在于穩定劑混合物還包括堿土鋯酸鹽或堿土鉿酸鹽。
7.根據權利要求6所述的陶瓷混合物，其特征在于堿土鋯酸鹽為CaZeO3。
8.根據權利要求1所述的陶瓷混合物，其特征在于所述的堿土尖晶石按重量百分比計為陶瓷混合物的0.5～10%左右，堿土鉻酸鹽按重量百分比計為陶瓷混合物的1～15%左右。
9.根據權利要求6所述的陶瓷混合物，其特征在于堿土鋯酸鹽或堿土鉿酸鹽按重量百分比計為陶瓷混合物的0.5～10%左右。
10.根據權利要求1所述的陶瓷混合物，其特征在于它還包括下述3種成分中的至少一種，(1)按重量百分比計為陶瓷混合物的0.5～5%左右的氧化鋯或氧化鉿，(2)按重量百分比計為陶瓷混合物的0.5～5%的鉻酸釔、鉻酸鈧、鉻酸鐿或鉻酸鋱，(3)按重量百分比計為陶瓷混合物的0.1～1%左右的氧化鈰、氧化鏑、氧化镥或氧化銪。
11.根據權利要求1所述的陶瓷混合物，其特征在于所述的稀土氧化鉻為鉻酸鑭、鉻酸釹、鉻酸釤或上述成分的混合物。
12.一種改善陶瓷混合物的熱、化學、物理特性的穩定劑混合物，它包括足夠量的堿土尖晶石和堿土鉻酸鹽從而可改善陶瓷混合物的熱、化學、物理特性。
13.根據權利要求12所述的穩定劑混合物，其特征在于所述的堿土尖晶石為MgAl2O4。
14.根據權利要求12所述的穩定劑混合物，其特征在于所述的堿土鉻酸鹽為CaCrO4、MgCrO4或SrCrO4。
15.根據權利要求12所述的穩定劑混合物，其特征在于該混合物還包括堿土鋯酸鹽或堿土鉿酸鹽。
16.根據權利要求15述的穩定劑混合物，其特征在于所述的堿土鋯酸鹽為CaZrO3。
17.一種陶瓷混合物，它具有改善的熱、化學、物理特性，它包括按重量百分比計10～28%左右的SiO2，按重量百分比計15～35%左右的Fe2O3，其余量主要為Cr2O3，另外還包括下述添加劑的一種或多種，按重量百分比計0.5～3.5%左右的Al2O3，按重量百分比計0.1～2%左右的CuO，按重量百分比計0.5～15%左右的CaO，按重量百分比計0.1～3%左右的MgO。
18.根據權利要求17述的陶瓷混合物，其特征在于作為添加劑的上述的Al2O3、CuO、CaO和MgO中的每一種成分，其用量為所述的其相應的用量。
19.根據權利要求18述的陶瓷混合物，其特征在于至少包括上述添加劑中的二種，其用量為所述的其相應的用量。
20.一種干燥或消毒物品的設備，它包括用于容納待干燥或消毒物品的腔室;在腔室內部提供能量的裝置;與腔室相連的第一陶瓷材料，它用來接納和吸收上述提供能量的裝置所提供的能量，并且發出具有一個或多個任選的波長的紅外輻射，該陶瓷材料發出的紅外輻射向物品從而對其進行干燥或消毒。
21.根據權利要求20述的設備，其特征在于上述提供能量的裝置包括可提供能量的元件，該元件工作時與第一陶瓷材料相連從而第一陶瓷材料可接納和吸收絕大部分上述元件發出的能量。
22.根據權利要求20述的設備，其特征在于第一陶瓷材料設置在靠近上述元件的至少一部分處，從而第一陶瓷材料可接納和吸收絕大部分上述提供能量的裝置所提供的能量。
23.根據權利要求20述的設備，其特征在于上述提供能量的裝置包括多個可提供能量的元件，每個元件具有能量發出面，第一陶瓷材料在腔室內靠近每個元件的能量發出面的部分設置。
24.根據權利要求23述的設備，其特征在于上述陶瓷材料形成管狀體，該管狀體設在至少一個上述元件的周圍并與該元件保持同心。
25.根據權利要求23述的設備，其特征在于上述陶瓷材料在每個上述元件周圍形成同心管狀體。
26.根據權利要求25述的設備，其特征在于該設備還包括支承待干燥或消毒物品的裝置。
27.根據權利要求20述的設備，其特征在于該設備還包括與腔室相連的第二陶瓷材料，該第二陶瓷材料發出具有一個或多個任選的波長的紅外輻射，該紅外輻射波長與第一陶瓷材料發出的紅外輻射波長不同，并且該紅外輻射射向物品從而對其進行干燥或消毒。
28.根據權利要求27述的設備，其特征在于第二陶瓷材料與腔室相連的接納和吸收來自第一陶瓷材料的紅外輻射。
29.根據權利要求28述的設備，其特征在于第一陶瓷材料靠近提供能量的裝置的至少一部分設置從而提供能量的裝置所產生的能量的主要部分為第一陶瓷材料接納和吸收，第二陶瓷材料靠近第一陶瓷材料的至少一部分設置，從而第一陶瓷材料所產生的紅外輻射為第二陶瓷材料接納和吸收。
30.根據權利要求29述的設備，其特征在于提供能量的裝置包括多個可提供能量的元件，每個元件具有能量發出面，第一陶瓷材料靠近每個元件能量發出面的主要部分設置，第二陶瓷材料靠近第一陶瓷材料的主要部分設置。
31.根據權利要求30述的設備，其特征在于第一陶瓷材料至少在一個上述元件周圍形成同心管狀體，第二陶瓷材料圍繞第一陶瓷材料形成同心管體。
32.根據權利要求30述的設備，其特征在于第一陶瓷材料在每個上述的周圍形成同心管體，第二陶瓷材料圍繞由第一陶瓷材料所形成的每一管狀體形成同心管狀體。
33.根據權利要求28述的設備，其特征在于該設備還包括支承待干燥或消毒物品的裝置，所述的提供能量的裝置包括多個可提供能量的元件，每個元件帶有能量發出面，第一陶瓷材料在腔室內靠近每個元件的能量發出面的主要部分設置，第二陶瓷材料設置在腔室內以接納絕大部分第一陶瓷材料產生的紅外輻射。
34.根據權利要求33述的設備，其特征在于第一陶瓷材料為板狀，它靠近可提供能量的元件設置，從而可接納來自第一陶瓷材料的幾乎所有紅外輻射。
35.根據權利要求21述的設備，其特征在于可提供能量的元件包括玻璃管，該玻璃管內設置有鹵素燈或高電阻螺旋線。
36.一種干燥或消毒物品的設備，它包括用于接納待干燥或消毒物品的腔室;該腔室內設有提供能量的裝置;第一陶瓷材料，它包括權利要求1所述混合物，該第一陶瓷材料與腔室相連以便接納和吸收由提供能量裝置所產生的能量，并且發出具有一個或多個任選的波長的紅外輻射，該紅外輻射射向物品從而對其進行干燥或消毒。
37.一種干燥或消毒物品的設備，它包括用于容納待干燥或消毒物品的腔室;在該腔室內設有提供能量的裝置;第一陶瓷材料，它包括權利要求10所述混合物，該第一陶瓷材料與腔室相連以便接納和吸收由提供能量裝置所產生的能量，并且發出具有一個或多個任選波長的紅外輻射，該紅外輻射射向物品從而對其進行干燥或消毒。
38.根據權利要求36所述的設備，其特征在于該設備還包括第二陶瓷材料，該第二陶瓷材料與腔室相連以便發出具有一個或多個任選的波長的紅外輻射，該紅外輻射波長與第一陶瓷材料所發生的紅外輻射波長不同，該紅外輻射射向物品以便對其進行干燥或消毒。
39.根據權利要求28所述的設備，其特征在于該設備還包括待干燥或消毒物品的支承裝置，提供能源的裝置包括多個可提供能源的元件，每個元件具有能量發出面，第一陶瓷材料在腔室內靠近每個元件能量發出面的主要部分設置，第二陶瓷材料設置在腔室內以便接受絕大部分從第一陶瓷材料發出的紅外輻射。
40.一種干燥消毒物品的設備，它包括用于容納待干燥或消毒物品的腔室;在該腔室設有提供能量的裝置;第一陶瓷材料，它包括稀土氧化鉻和穩定劑混合物，該穩定劑混合物包括足夠量的堿土尖晶石和稀土鉻酸鹽從而可對稀土氧化鉻成份起穩定作用，該第一陶瓷材料與腔室相連以便接納和吸收來自提供能量裝置的能源，并且發出具有一個或多個任選的波長的紅外輻射，該紅外輻射射向物品從而對其進行干燥或消毒;第二陶瓷材料包括權利要求18所述的混合物，該第二陶瓷材料與腔室相連從而接納和吸收來自第一陶瓷材料的紅外輻射，并且發出具有一個或多個任選的波長的紅外輻射，該紅外輻射波長與第一陶瓷材料所發出的紅外輻射波長不同，該紅外輻射射向物品從而對其進行干燥或消毒。
41.一種用紅外輻射對材料進行處理的保持該材料至少一個特性的方法，其步驟包括將含有稀土氧化鉻的陶瓷混合物加熱到足夠溫度以產生紅外輻射;將該紅外輻射射向所述材料，經過足夠的時間以保持該材料的至少一個特性。
42.根據權利要求41所述的方法，其特征在于所述陶瓷混合物是按照配方A、配方B、配方C、配方D、配方E、配方F中的至少一種配制而成。
43.根據權利要求42所述的方法，其特征在于所述材料為食品、塑料、植物品種、蠶蛹和蠶繭、生物活性化合物和酒中的至少一種。
44.根據權利要求43所述的方法，其特征在于所述的材料為蠶蛹和蠶繭，所述的陶瓷混合物是按配方C配制的。
45.根據權利要求44所述的方法，其特征在于將所述的陶瓷混合物加熱到180～200℃。
46.根據權利要求43所述的方法，其特征在于所述材料為食品。
47.根據權利要求46所述的方法，其特征在于所述食品選自土豆、胡蘿卜、洋蔥和水果。
48.根據權利要求47所述的方法，其特征在于所述的陶瓷混合物是按配方A配制成的。
49.根據權利要求48所述的方法，其特征在于將所述的陶瓷混合物加熱到200～800℃。
50.根據權利要求43所述的方法，其特征在于所述的材料為塑料。
51.根據權利要求50所述的方法，其特征在于該塑料選自酰胺組。
52.根據權利要求51所述的方法，其特征在于所述的陶瓷混合物是按配方B或C配制成的。
53.根據權利要求52所述的方法，其特征在于將所述陶瓷混合物加熱到300℃左右。
54.根據權利要求43所述的方法，其特征在于所述材料為植物品種。
55.根據權利要求54所述的方法，其特征在于所述植物品種選自棉籽、西紅柿籽和胡椒籽。
56.根據權利要求55所述的方法，其特征在于所述陶瓷混合物是按配方A配制成的。
57.根據權利要求56所述的方法，其特征在于將所述陶瓷混合物加熱到300～800℃左右。
58.根據權利要求43所述的方法，其特征在于所述材料為酒。
59.根據權利要求58所述的方法，其特征在于上述陶瓷混合物是按配方B和C配制成的。
60.根據權利要求59所述的方法，其特征在于將上述陶瓷混合物加熱到180～300℃。
61.根據權利要求60所述的方法，其特征在于進行上述紅外輻射以便使酒的溫度達到55℃的最高值。
62.根據權利要求43所述的方法，其特征在于上述材料為生物活性化合物。
63.根據權利要求62所述的方法，其特征在于上述生物活性化合物選自磷脂酶D，磷脂酶D+，磷脂酶A2，胰蛋白酶，酚氧化酶。
64.根據權利要求63所述的方法，其特征在于上述陶瓷混合物是按配方B和C配制成的。
65.根據權利要求64所述的方法，其特征在于將上述陶瓷混合物加熱到180～300℃。
66.一種快速烘烤和燒制食品同時保持其香味的方法，其步驟包括設置封閉空間的處理區域，以便對食品進行紅外輻射，該紅外輻射是通過將按配方C制得的陶瓷混合物加熱到600～800℃左右產生的;對食品進行足夠時間的紅外輻射，以便加熱至少對上述食品進行烹調或烘烤。
67.根據權利要求66所述的方法，其特征在于上述食品至少為面包生面團、土豆、牛肉中的一種。
68.根據權利要求67所述的方法，其特征在于所述的食品為面包生面團，對其進行紅外輻射4～6分鐘。
69.根據權利要求67所述的方法，其特征在于上述食品為牛肉，對其進行紅外輻射4～6分鐘。
70.根據權利要求69所述的方法，其特征在于上述食品為土豆，對其進行紅外輻射3～5分鐘。
71.一種通過使水蒸發和冷凝對該水進行脫鹽的方法，其步驟包括將陶瓷混合物加熱到500～800℃左右，以產生紅外輻射，上述陶瓷混合物包括氧化鉻或稀土氧化鉻中的至少一種;對水進行上述紅外輻射使水蒸發;將上述水蒸氣冷凝以形成脫鹽的水。
72.根據權利要求71所述的方法，其特征在于上述陶瓷混合物設置在水的上方。
73.根據權利要求72所述的方法，其特征在于上述陶瓷混合物是按照配方A或C中的至少一種配制成的。
74.根據權利要求73所述的方法，其特征在于在通過熱交換器冷卻的管中進行水蒸氣的上述冷凝過程。
75.根據權利要求74所述的方法，其特征在于所述的熱交換器也裝有待進行紅外輻射的水。
76.一種加速涂漆表面干燥過程的方法，其步驟包括將陶瓷混合物加熱到足夠溫度，以產生紅外輻射，上述陶瓷混合物包括氧化鉻和氧化鐵;對涂漆表面進行紅外輻射，以便涂漆干燥。
77.根據權利要求76所述的方法，其特征在于所述陶瓷混合物是由配方B或C中的至少一種配制成的。
全文摘要
本發明涉及新型的陶瓷混合物及用于該陶瓷混合物的穩定劑混合物。陶瓷混合物含有稀土氧化鉻。它其中混合有穩定劑組分；本發明還涉及上述陶瓷混合物的用途，該陶瓷混合物可用于對各種物品進行快速和有效地消毒或干燥的設備；本發明另外還涉及用紅外輻射對材料進行處理的方法，以保持該材料的至少一種特性，該紅外輻射是由上述陶瓷混合物產生的。
文檔編號H05B3/64GK1083455SQ9310902
公開日1994年3月9日 申請日期1993年6月17日 優先權日1992年6月17日
發明者R·K·拉基莫夫, E·V·金 申請人:邁特克科學公司