木材干燥新技術(shù)之微波干燥

    
  木材干燥是木材加工中重要環(huán)節(jié)之一，木材的干燥質(zhì)量往往對(duì)產(chǎn)品后續(xù)的加工及質(zhì)量的好壞起著關(guān)鍵的作用。近年來，隨著木材需求量的增長，常規(guī)的木材干燥技術(shù)由于干燥時(shí)間長、能耗和污染大等局限性已無法很好地滿足市場(chǎng)需求。

  因此，人們開始尋求新的木材干燥技術(shù)，微波技術(shù)由于其熱效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)開始被應(yīng)用于木材干燥，并以其獨(dú)特的加熱機(jī)理為木材干燥提供了一條新的途徑。

  一、微波加熱技術(shù)

  隨著微波熱效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，微波加熱以其具有穿透力強(qiáng)、速度快、加熱均勻，熱慣性小等特點(diǎn)，被廣泛用于各種工業(yè)加熱。微波加熱通過對(duì)水分子的極化處理，可以迅速將水分脫去，大大提高了干燥速率。在木材的加工中，微波加熱技術(shù)引用不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)使生產(chǎn)過程變得更加環(huán)保

  二、木材微波干燥的原理

  木材干燥是通過提高木材溫度，使木材中的水分蒸發(fā)和向外移動(dòng)，在一定流動(dòng)速度的空氣中，使水分迅速地離開木材。木材微波干燥將木材置于微波電磁場(chǎng)中，微波與木材中的水分相互作用引起的電磁損耗被轉(zhuǎn)換為熱能從而加熱木材。

  干燥過程中，木材含水率具有內(nèi)高外低的特點(diǎn)，因此其對(duì)微波能的吸收由內(nèi)而外逐漸減少，由此使得木材內(nèi)部具有相同的溫度梯度和含水率梯度。此外，常規(guī)的木材干燥，干燥速度受到木材厚度影響;而微波干燥時(shí)，只要木材處于微波可穿透范圍內(nèi)，木材同時(shí)受熱，木材的厚度對(duì)干燥速率沒有顯著影響。

  三、微波干燥的優(yōu)勢(shì)

  1、提升木材干燥速率

  傳統(tǒng)的加熱方式，外部加熱的溫度要高于內(nèi)部的汽化溫度，一方面造成了熱量的損失，另一方面木材的內(nèi)部不容易干燥徹底。微波加熱不同于傳統(tǒng)的加熱方式，微波加熱的熱量擴(kuò)散是由內(nèi)向外的，加熱過程不受木材的厚度的影響，微波干燥木材時(shí)，木材的升溫和蒸發(fā)在整個(gè)木材中同時(shí)進(jìn)行;另一方面，微波作用于木材，可以改變木材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高了木材的滲透性和擴(kuò)散性。因此，木材內(nèi)部水分的快速移動(dòng)使其干燥速度遠(yuǎn)高于常規(guī)干燥。

  2、提升木材干燥質(zhì)量

  微波加熱技術(shù)能夠迅速的將熱量均勻的排出，保證了木材內(nèi)部干縮和膨脹系數(shù)的統(tǒng)一，清除木材內(nèi)應(yīng)力，木材干燥均勻的同時(shí)不會(huì)改變木材材色，其制成的家具不易出現(xiàn)變形、開裂現(xiàn)象。

  另外，由于微波具有獨(dú)特的生物效應(yīng)，微波干燥可以在較低溫度下更徹底殺滅各種蟲菌，避免了常規(guī)干燥由于溫度低、濕度大而引起的木材生菌、長霉現(xiàn)象。

  3、能量利用率高

  常規(guī)干燥中，設(shè)備預(yù)熱、輻射熱損失和高溫介質(zhì)熱消耗的大部分能耗。而構(gòu)成微波干燥設(shè)備的金屬材料極少吸收微波，熱損失較少。另外，微波加熱是內(nèi)部“體熱源”，不需要高溫介質(zhì)來傳熱，因此絕大部分微波能量都由無聊吸收并轉(zhuǎn)化為升溫所需要的熱量，形成了微波能量利用高效率的特點(diǎn)。

  四、微波干燥存在的問題

  1、成本較高

  微波干燥木材耗電量很大，設(shè)備投資也較高，不適宜大批量地干燥濕木材，而適合干燥批量不大的半干材的二次干燥，以補(bǔ)充常規(guī)干燥的不足。

  2、加熱不均勻

  干燥過程中，微波之間的相互干擾和干燥設(shè)備腔體內(nèi)壁的反射作用使得電磁場(chǎng)中空間的能量密度分布不同，導(dǎo)致了木材加熱的不均勻，容易破壞木材結(jié)構(gòu)。干燥后期，木材也會(huì)因局部過熱產(chǎn)生碳化現(xiàn)象。

  五、小結(jié)

  木材微波干燥可以極大提升木材的利用率，在解決厚材、珍貴材和難干材方面具有十分重要的意義。結(jié)合微波干燥技術(shù)的特點(diǎn)，我們要注意揚(yáng)長避短，巧妙地用好微波干燥，不斷地深入發(fā)展和完善微波干燥技術(shù)在木材加工中的應(yīng)用。

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