微波與高頻木材干燥的特點(diǎn)

微波與高頻木材干燥的特點(diǎn) 

    微波(或高頻)木材干燥與傳統(tǒng)干燥方法的最大區(qū)別是：能量不是從木材外部傳人、而是電磁波的形式直接“穿透”到木材內(nèi)部，并通過(guò)電磁場(chǎng)與木材中水分子的相互作用而產(chǎn)生熱量，實(shí)現(xiàn)對(duì)木材的快速干燥。由于其能量傳遞和轉(zhuǎn)化的特殊性．使得微波(或高頻)木材干燥具有一些新的特點(diǎn)。與木材中水分子的相互作用而直接在內(nèi)部發(fā)生。只要木料不是特別厚，木料沿整個(gè)厚度能同時(shí)熱透，且熱透所需時(shí)間與木料厚度無(wú)關(guān)。與其他干燥方法相比，微波(或高頻)干燥具有一系列的優(yōu)點(diǎn)：

    （1）干燥速度快，時(shí)間短  根據(jù)德拜理論，極性分子的極化弛豫時(shí)間r與外加交變電磁場(chǎng)的角頻率w有關(guān)，在微波段時(shí)有wr＝1的結(jié)果。微波工作頻率為915MHz和2450MHz時(shí)，其r約為10(-11)-10(-10)數(shù)量級(jí)。因此用微波干燥木材時(shí)，木材的升溫和水分蒸發(fā)能在整個(gè)木料中同時(shí)迅速進(jìn)行，大大縮短了傳統(tǒng)干燥方法中熱傳導(dǎo)所需要的時(shí)間。再者，微波作用于木材，可以破壞木材的紋孔膜，使木材內(nèi)部的通透性增加，從而在很大程度提高了木材內(nèi)的水分遷移性能。因此在微波干燥過(guò)程中，木材的干燥速率理所當(dāng)然要遠(yuǎn)高于常規(guī)干燥。

    (2)干燥質(zhì)量好，節(jié)約木材  微波是一種穿透力較強(qiáng)的電磁波，如頻率為915MHz的電磁波，其波長(zhǎng)為32cm，它能穿透木材一定的深度，向被加熱木材內(nèi)部輻射微波電磁場(chǎng)，推動(dòng)其極化分子的劇烈運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生熱量。因此其加熱過(guò)程在整個(gè)木材內(nèi)同時(shí)進(jìn)行，升溫迅速，大大縮短了常規(guī)加熱中熱傳導(dǎo)的時(shí)間。除了特別厚的木材外，一般可以做到表里一起均勻加熱。

    由于在微波干燥過(guò)程中，木材內(nèi)部受熱均勻，溫度梯度和含水率梯度小，因此如果能控制好微波輸出的功率大小、干燥時(shí)間和通風(fēng)排濕，微波干燥的質(zhì)量比熱空氣對(duì)流干燥更容易得到保證，從而提高木材利用率至少5％以上。另外，由于微波具有獨(dú)特的非熱效應(yīng)(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(chóng)菌，消除木制品蟲(chóng)害，避免常規(guī)干燥中可能出現(xiàn)的木材生菌、長(zhǎng)霉現(xiàn)象。
    (3)能量利用效率高  常規(guī)干燥中，設(shè)備預(yù)熱、傳熱損失和完體散熱損失在總的能耗中占據(jù)較大的比例。用微波進(jìn)行加熱時(shí)，濕木材能吸收絕大部分微波能，并轉(zhuǎn)化為熱能，而設(shè)備殼體金屬材料是微波反射型材料，它只能反射而不能吸收微波(或極少吸收微波)。所以，組成微波加熱設(shè)備的熱損失僅占總能耗的極少部分。再加上微波加熱是內(nèi)部“體熱源”，它并不需要高溫介質(zhì)來(lái)傳熱．因此絕大部分微波能量被濕木材吸收并轉(zhuǎn)化為升溫和水分蒸發(fā)所需要的熱量，形成了微波能量利用的高效性。與常規(guī)電加熱方式相比，微波加熱一般可以省電30％一50％。

    (4)可直接用來(lái)干燥木質(zhì)半成品  人類自古以來(lái)對(duì)實(shí)木進(jìn)行加工利用時(shí)，無(wú)一例外都是先將木材干燥后再加工。這是由于如果先下料制成型后再干燥，成型的木構(gòu)件在干燥過(guò)程中只要略合變形、開(kāi)裂，就不能使用，而微波干燥能基本保持木構(gòu)件的原樣，不變形、不開(kāi)裂。因此，我們可以利用微波直接對(duì)木質(zhì)半成品進(jìn)行干燥，干燥好后再對(duì)半成品進(jìn)行精加工。這樣不僅可以節(jié)約能源，降低干燥成本，還可以提高木材利用率15％一20％。

    除此以外，使用微波干燥木材還可以取消常規(guī)干燥中經(jīng)常采用的浸泡、蒸煮、噴蒸等工藝流程，易于實(shí)現(xiàn)木材設(shè)備操作的自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。