微波与高频木材干燥的特点

微波与高频木材干燥的特点 

    微波(或高频)木材干燥与传统干燥方法的最大区别是：能量不是从木材外部传人、而是电磁波的形式直接“穿透”到木材内部，并通过电磁场与木材中水分子的相互作用而产生热量，实现对木材的快速干燥。由于其能量传递和转化的特殊性．使得微波(或高频)木材干燥具有一些新的特点。与木材中水分子的相互作用而直接在内部发生。只要木料不是特别厚，木料沿整个厚度能同时热透，且热透所需时间与木料厚度无关。与其他干燥方法相比，微波(或高频)干燥具有一系列的优点：

    （1）干燥速度快，时间短  根据德拜理论，极性分子的极化弛豫时间r与外加交变电磁场的角频率w有关，在微波段时有wr＝1的结果。微波工作频率为915MHz和2450MHz时，其r约为10(-11)-10(-10)数量级。因此用微波干燥木材时，木材的升温和水分蒸发能在整个木料中同时迅速进行，大大缩短了传统干燥方法中热传导所需要的时间。再者，微波作用于木材，可以破坏木材的纹孔膜，使木材内部的通透性增加，从而在很大程度提高了木材内的水分迁移性能。因此在微波干燥过程中，木材的干燥速率理所当然要远高于常规干燥。

    (2)干燥质量好，节约木材  微波是一种穿透力较强的电磁波，如频率为915MHz的电磁波，其波长为32cm，它能穿透木材一定的深度，向被加热木材内部辐射微波电磁场，推动其极化分子的剧烈运动而产生热量。因此其加热过程在整个木材内同时进行，升温迅速，大大缩短了常规加热中热传导的时间。除了特别厚的木材外，一般可以做到表里一起均匀加热。

    由于在微波干燥过程中，木材内部受热均匀，温度梯度和含水率梯度小，因此如果能控制好微波输出的功率大小、干燥时间和通风排湿，微波干燥的质量比热空气对流干燥更容易得到保证，从而提高木材利用率至少5％以上。另外，由于微波具有独特的非热效应(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，消除木制品虫害，避免常规干燥中可能出现的木材生菌、长霉现象。
    (3)能量利用效率高  常规干燥中，设备预热、传热损失和完体散热损失在总的能耗中占据较大的比例。用微波进行加热时，湿木材能吸收绝大部分微波能，并转化为热能，而设备壳体金属材料是微波反射型材料，它只能反射而不能吸收微波(或极少吸收微波)。所以，组成微波加热设备的热损失仅占总能耗的极少部分。再加上微波加热是内部“体热源”，它并不需要高温介质来传热．因此绝大部分微波能量被湿木材吸收并转化为升温和水分蒸发所需要的热量，形成了微波能量利用的高效性。与常规电加热方式相比，微波加热一般可以省电30％一50％。

    (4)可直接用来干燥木质半成品  人类自古以来对实木进行加工利用时，无一例外都是先将木材干燥后再加工。这是由于如果先下料制成型后再干燥，成型的木构件在干燥过程中只要略合变形、开裂，就不能使用，而微波干燥能基本保持木构件的原样，不变形、不开裂。因此，我们可以利用微波直接对木质半成品进行干燥，干燥好后再对半成品进行精加工。这样不仅可以节约能源，降低干燥成本，还可以提高木材利用率15％一20％。

    除此以外，使用微波干燥木材还可以取消常规干燥中经常采用的浸泡、蒸煮、喷蒸等工艺流程，易于实现木材设备操作的自动化等优点。