木材干燥新技术之微波干燥(原创)

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2020
03/23
01:00
鲁班小编
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木材干燥是木材加工中重要环节之一,木材的干燥质量往往对产品后续的加工及质量的好坏起着关键的作用。近年来,随着木材需求量的增长,常规的木材干燥技术由于干燥时间长、能耗和污染大等局限性已无法很好地满足市场需求。因此,人们开始寻求新的木材干燥技术,微波技术由于其热效应的发现开始被应用于木材干燥,并以其独特的加热机理为木材干燥提供了一条新的途径。

一、微波加热技术

随着微波热效应的发现,微波加热以其具有穿透力强、速度快、加热均匀,热惯性小等特点,被广泛用于各种工业加热。微波加热通过对水分子的极化处理,可以迅速将水分脱去,大大提高了干燥速率。在木材的加工中,微波加热技术引用不仅提高了经济效益,同时使生产过程变得更加环保。

二、木材微波干燥的原理

木材干燥是通过提高木材温度,使木材中的水分蒸发和向外移动,在一定流动速度的空气中,使水分迅速地离开木材。木材微波干燥将木材置于微波电磁场中,微波与木材中的水分相互作用引起的电磁损耗被转换为热能从而加热木材。干燥过程中,木材含水率具有内高外低的特点,因此其对微波能的吸收由内而外逐渐减少,由此使得木材内部具有相同的温度梯度和含水率梯度。此外,常规的木材干燥,干燥速度受到木材厚度影响;而微波干燥时,只要木材处于微波可穿透范围内,木材同时受热,木材的厚度对干燥速率没有显著影响。

木材干燥新技术之微波干燥(原创)

三、微波干燥的优势

1、提升木材干燥速率

传统的加热方式,外部加热的温度要高于内部的汽化温度,一方面造成了热量的损失,另一方面木材的内部不容易干燥彻底。微波加热不同于传统的加热方式,微波加热的热量扩散是由内向外的,加热过程不受木材的厚度的影响,微波干燥木材时,木材的升温和蒸发在整个木材中同时进行;另一方面,微波作用于木材,可以改变木材的内部结构,,提高了木材的渗透性和扩散性。因此,木材内部水分的快速移动使其干燥速度远高于常规干燥。

2、提升木材干燥质量

微波加热技术能够迅速的将热量均匀的排出,保证了木材内部干缩和膨胀系数的统一,清除木材内应力,木材干燥均匀的同时不会改变木材材色,其制成的家具不易出现变形、开裂现象。另外,由于微波具有独特的生物效应,微波干燥可以在较低温度下更彻底杀灭各种虫菌,避免了常规干燥由于温度低、湿度大而引起的木材生菌、长霉现象。

3、能量利用率高

常规干燥中,设备预热、辐射热损失和高温介质热消耗的大部分能耗。而构成微波干燥设备的金属材料极少吸收微波,热损失较少。另外,微波加热是内部“体热源”,不需要高温介质来传热,因此绝大部分微波能量都由无聊吸收并转化为升温所需要的热量,形成了微波能量利用高效率的特点。

四、微波干燥存在的问题

1、成本较高

微波干燥木材耗电量很大,设备投资也较高,不适宜大批量地干燥湿木材,而适合干燥批量不大的半干材的二次干燥,以补充常规干燥的不足。

2、加热不均匀

干燥过程中,微波之间的相互干扰和干燥设备腔体内壁的反射作用使得电磁场中空间的能量密度分布不同,导致了木材加热的不均匀,容易破坏木材结构。干燥后期,木材也会因局部过热产生碳化现象。

五、小结

木材微波干燥可以极大提升木材的利用率,在解决厚材、珍贵材和难干材方面具有十分重要的意义。结合微波干燥技术的特点,我们要注意扬长避短,巧妙地用好微波干燥,不断地深入发展和完善微波干燥技术在木材加工中的应用。

THE END
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微波干燥
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