微波加熱在木材加工中的應(yīng)用

康波

摘要：木材在我們的生活和生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，不僅促進(jìn)了工業(yè)的生產(chǎn)，還通過加工技術(shù)的應(yīng)用，為我們的生活帶來了便利：如家具制造、模具成型和藝術(shù)品制造等。但是在加工過程中需要對(duì)木材進(jìn)行干燥處理，避免木材發(fā)生變形、開裂和腐爛的現(xiàn)象。針對(duì)傳統(tǒng)干燥方式中存在的不足，我國(guó)提高了干燥科技的應(yīng)用，利用微波加熱技術(shù)提升了干燥的速度和質(zhì)量，保證了木材的色澤。下面文章對(duì)微波加熱的原理和應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：微波加熱；木材加工；原理；應(yīng)用

微波技術(shù)的應(yīng)用主要是根據(jù)其具有電磁波的性質(zhì)，在超高頻率的應(yīng)用中，能夠傳達(dá)更多的介質(zhì)，因而被廣泛的應(yīng)用到通信行業(yè)中。但是在頻率為915MHz和2450MHz的微波還可以用于工業(yè)加熱，通過對(duì)水分子的極化處理，將水分迅速的脫離出去，提高了工業(yè)材料的干燥速率。在木材的加工中，微波技術(shù)加熱技術(shù)逐漸的被引用，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，還實(shí)現(xiàn)了環(huán)保的生產(chǎn)過程。

一、我國(guó)木材干燥技術(shù)的現(xiàn)狀

改革開放以來，我國(guó)的木材干燥工業(yè)得到了飛速發(fā)展，目前已成為一個(gè)完善的行業(yè)體系。尤其是近幾年，隨著我國(guó)木材用量的逐漸增多，木材干燥市場(chǎng)更加繁榮，為我國(guó)木材干燥工業(yè)的快速發(fā)展帶來了良好的契機(jī)。目前，我國(guó)木材干燥工業(yè)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

1、木材加工企業(yè)的干燥意識(shí)增強(qiáng)?？亢?jiǎn)單氣干或熏烤干燥木材不能保障木制品的質(zhì)量，這已經(jīng)是木材加工企業(yè)的共識(shí)。因此，企業(yè)在干燥設(shè)備上的投資力度明顯加大。

2、干燥方法呈現(xiàn)以常規(guī)干燥為主，除濕干燥、太陽能干燥、真空干燥、高頻干燥、微波干燥、爐氣干燥等其他干燥方法并存的多樣化格局。通常，木材干燥專營(yíng)企業(yè)多采用大容量常規(guī)干燥。而木材加工企業(yè)的自用干燥室則根據(jù)其所干木材樹種、數(shù)量、質(zhì)量要求、地理位置等不同，在干燥方法的選擇上各不相同，干燥室的容量也大小兼有。

3、集中加工、集中干燥的局面初步形成。由于原木外運(yùn)受運(yùn)輸成本和口岸城市運(yùn)力的限制，所以木材加工企業(yè)紛紛到口岸城市落戶或建立原材料加工基地。這在客觀上形成了集中加工、集中干燥的木材城。

4、木材干燥的規(guī)范化管理標(biāo)準(zhǔn)基本齊備，干燥設(shè)備的科技含量不斷增加，性能不斷提高。

二、現(xiàn)代干燥技術(shù)

1、現(xiàn)代干燥技術(shù)的主要方法

現(xiàn)代木材干燥技術(shù)主要包括：利用大自然能源的大氣預(yù)干燥技術(shù)、太陽能干燥技術(shù)、太陽能與其他干燥聯(lián)合的干燥技術(shù)；利用廢舊能源的發(fā)電廠剩余熱水干燥技術(shù)、鍋爐尾氣干燥技術(shù)；廢棄物燃燒干燥技術(shù)等；智能干燥技術(shù)，即利用木材干燥智能控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同木材的智能高效干燥；不同干燥方法高效聯(lián)合的技術(shù)；木材預(yù)處理干燥技術(shù)，即通過現(xiàn)代生物技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、化學(xué)處理技術(shù)等方法提高木材水分的傳導(dǎo)性能，從而改善木材干燥性能的木材預(yù)處理技術(shù)。

2、現(xiàn)代干燥技術(shù)的基本要求

現(xiàn)代干燥技術(shù)的基本要求是節(jié)能、環(huán)保和高效。對(duì)干燥能耗占木材加工過程中總能耗的60%-70%的木材干燥工業(yè)來說，需要不斷的研究新的節(jié)能干燥技術(shù)，推廣利用廢舊能源的干燥技術(shù)和利用再生能源（特別是太陽能）的干燥技術(shù)的意義重大。實(shí)現(xiàn)木材的綠色干燥、減少木材干燥過程中排放的有害氣體數(shù)量。

三、微波干燥木材的應(yīng)用

微波用于木材干燥有兩種方法，即利用微波快速干燥木材和利用木材的介電性質(zhì)均衡其含水率。微波再干可以防止過干，并使單板較為柔軟，干燥后因劈裂或破壞的降等，微波再干單板少于熱空氣再干單板。微波干燥木材今后可能用在兩段干燥的第二階段，即用于干燥低含水率階段，可充分發(fā)揮其干燥的特長(zhǎng)，又能適當(dāng)降低能耗。微波干燥木材的原理是以濕木材作電介質(zhì)，在微波電磁場(chǎng)的作用下，引起木材中水分子極化，同時(shí)由于電磁場(chǎng)的頻繁交變，使水分子高速頻繁的擺動(dòng)，摩擦生熱，從而加熱干燥木材。

1、提升了干燥的速度。根據(jù)微波加熱的原理我們可以知道，與傳統(tǒng)的加熱方式不同，微波加熱的熱量擴(kuò)散是由內(nèi)向外的，而不是傳統(tǒng)的由外向內(nèi)，這種加熱方式的優(yōu)點(diǎn)是，加熱過程與木材的厚度沒有較大的關(guān)系，在內(nèi)部的汽化過程中，加熱的體積會(huì)沿著木材的厚度同時(shí)熱透，加熱的熱量梯度與水分含量的變化梯度一致，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)干燥木材。而傳統(tǒng)的加熱方式，外表加熱的溫度要高于內(nèi)部的汽化溫度，不僅造成了熱量的損失，其木材的中心常由于干燥不徹底，影響了使用效果。

2、提升了木材的干燥質(zhì)量。木材在干燥過程中，要避免干燥不均勻造成的開裂和變形現(xiàn)象的發(fā)生，提高干燥的質(zhì)量，從而提高木材的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。但是傳統(tǒng)的除濕干燥和真空干燥等方法不能在有效的時(shí)間內(nèi)均勻加熱，木材各個(gè)部位的膨脹系數(shù)和干縮系數(shù)不一致，造成了開裂變形等，需要技術(shù)控制才能夠盡量避免。通過微波加熱技術(shù)的應(yīng)用，減少了質(zhì)量問題出現(xiàn)的機(jī)率，在水分加熱極化后，能夠迅速的將熱量均勻的排出，保證了干縮和膨脹系數(shù)的統(tǒng)一，提高了木材的干燥質(zhì)量。

3、可保持木材原有的色澤。溫度越高、作用時(shí)間越長(zhǎng)、含水率越高則木材變色越快。木材微波干燥周期與常規(guī)干燥相比要縮短幾十至上百倍，而且每次加熱要經(jīng)過由低溫到高溫的過程，因而在高溫下停留的時(shí)間更短，所以用微波干燥木材幾乎不改變木材的原色澤。

4、可直接干燥木制半成品。木材微波干燥設(shè)備最大的特點(diǎn)是能干燥木制品的半成品。微波直接干燥成型的木材，不變形、不開裂、不損壞木材。并且占用的場(chǎng)地面積小，具有一定程度的殺蟲功能。

微波干燥是以清潔的電作能源，由于我國(guó)電力日趨豐富，已步入世界電力大國(guó)，電價(jià)與煤價(jià)的比相對(duì)在逐漸降低，故微波干燥等以電為能源的干燥方法會(huì)有明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。微波干燥未來在解決厚材、珍貴材和難干材方面可能發(fā)揮重要作用。當(dāng)然，微波干燥也可用于小徑原木、單板、薄木及碎料的干燥。

結(jié)語：微波技術(shù)作為一種將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能的特殊導(dǎo)熱方式，不僅在食品加熱、殺蟲滅菌、干燥保鮮等方面用途廣泛，同時(shí)，更向催化化學(xué)反應(yīng)、新材料微波處理等應(yīng)用發(fā)展。隨著微波干燥技術(shù)在木材加工中的不斷深入發(fā)展和完善，將會(huì)使木材加工后更加的安全、節(jié)能、高效、環(huán)保，從而帶動(dòng)我國(guó)木材工業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，促進(jìn)環(huán)境友好型社會(huì)的快速發(fā)展。

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