微波與高頻木材干燥的特點

微波與高頻木材干燥的特點 

    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，并通過電磁場與木材中水分子的相互作用而產(chǎn)生熱量，實現(xiàn)對木材的快速干燥。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。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，木料沿整個厚度能同時熱透，且熱透所需時間與木料厚度無關(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：

    （1）干燥速度快，時間短  根據(jù)德拜理論，極性分子的極化弛豫時間r與外加交變電磁場的角頻率w有關(guān)，在微波段時有wr＝1的結(jié)果。微波工作頻率為915MHz和2450MHz時，其r約為10(-11)-10(-10)數(shù)量級。因此用微波干燥木材時，木材的升溫和水分蒸發(fā)能在整個木料中同時迅速進行，大大縮短了傳統(tǒng)干燥方法中熱傳導所需要的時間。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。因此在微波干燥過程中，木材的干燥速率理所當然要遠高于常規(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的電磁波，如頻率為915MHz的電磁波，其波長為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，推動其極化分子的劇烈運動而產(chǎn)生熱量。因此其加熱過程在整個木材內(nèi)同時進行，升溫迅速，大大縮短了常規(guī)加熱中熱傳導的時間。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、干燥時間和通風排濕，微波干燥的質(zhì)量比熱空氣對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，由于微波具有獨特的非熱效應(生物效應)，微波干燥可以在較低溫度下更徹底殺滅各種蟲菌，消除木制品蟲害，避免常規(guī)干燥中可能出現(xiàn)的木材生菌、長霉現(xiàn)象。
    (3)能量利用效率高  常規(guī)干燥中，設備預熱、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。用微波進行加熱時，濕木材能吸收絕大部分微波能，并轉(zhuǎn)化為熱能，而設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)可直接用來干燥木質(zhì)半成品  人類自古以來對實木進行加工利用時，無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)件在干燥過程中只要略合變形、開裂，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、不開裂。因此，我們可以利用微波直接對木質(zhì)半成品進行干燥，干燥好后再對半成品進行精加工。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，易于實現(xiàn)木材設備操作的自動化等優(yōu)點。