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)木材干燥與傳統干燥方法的最大區別是：能量不是從木材外部傳人、而是電磁波的形式直接“穿透”到木材內部，并通過電磁場與木材中水分子的相互作用而產生熱量，實現對木材的快速干燥。由于其能量傳遞和轉化的特殊性．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部發生。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。與其他干燥方法相比，微波(或高頻)干燥具有一系列的優點：

    （1）干燥速度快，時間短  根據德拜理論，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，在微波段時有wr＝1的結果。微波工作頻率為915MHz和2450MHz時，其r約為10(-11)-10(-10)數量級。因此用微波干燥木材時，木材的升溫和水分蒸發能在整個木料中同時迅速進行，大大縮短了傳統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，使木材內部的通透性增加，從而在很大程度提高了木材內的水分遷移性能。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干燥。

    (2)干燥質量好，節約木材  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，向被加熱木材內部輻射微波電磁場，推動其極化分子的劇烈運動而產生熱量。因此其加熱過程在整個木材內同時進行，升溫迅速，大大縮短了常規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，避免常規干燥中可能出現的木材生菌、長霉現象。
    (3)能量利用效率高  常規干燥中，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部“體熱源”，它并不需要高溫介質來傳熱．因此絕大部分微波能量被濕木材吸收并轉化為升溫和水分蒸發所需要的熱量，形成了微波能量利用的高效性。與常規電加熱方式相比，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干燥中經常采用的浸泡、蒸煮、噴蒸等工藝流程，易于實現木材設備操作的自動化等優點。