微波干燥原理

    微波干燥是一種新型的干燥方式。干燥時(shí)，微波能直接作用于介質(zhì)分子轉(zhuǎn)換成熱能，由于微波具有穿透性能使介質(zhì)內(nèi)外同時(shí)加熱，不需要熱傳導(dǎo)，所以加熱速度非?？欤瑢?duì)含水量在30%以下的有機(jī)分子物料，干燥速度可縮短數(shù)百倍。同時(shí)不管物體任何形狀，由于物體的介質(zhì)內(nèi)外同時(shí)加熱，物料的內(nèi)外溫差小，加熱均勻，不會(huì)產(chǎn)生常規(guī)加熱中出現(xiàn)外焦內(nèi)生的狀況，使干燥質(zhì)量大大提高。

微波木材干燥描述：

    在常規(guī)工藝下，木材干燥總是按如下方式進(jìn)行，表面水分被蒸發(fā)，形成內(nèi)部和表面之間的含水量梯度，依照這一梯度，內(nèi)部的水分向表面擴(kuò)散，然后再從表面被蒸發(fā)，返復(fù)循環(huán)，以達(dá)到木材的干燥。

    從根本上來說，微波干燥是基于在微波電磁場中性水分子相互之間劇烈地摩擦，這種分子之間的摩擦產(chǎn)生的熱量使木材中的水分升溫和蒸發(fā)，與對(duì)流加熱、傳導(dǎo)和紅外輻射加熱相比，微波加熱的特點(diǎn)是具有強(qiáng)烈的滲透性。木材進(jìn)入微波電磁場，電磁場就立即滲透進(jìn)木材的深處（對(duì)薄木板說即能穿透）使木材的表層和內(nèi)部同時(shí)迅速地得到加熱。由于這一獨(dú)有得特性，微波干燥木材就有兩個(gè)作用過程。一個(gè)是常規(guī)干燥木材一樣的作用過程；另一個(gè)作用過程，也是獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，就是借助于微波能的滲透作用，使木材內(nèi)部的水分迅速地受熱汽化，形成向外擴(kuò)散的強(qiáng)大"壓勢(shì)"，使內(nèi)部的水分快地?cái)U(kuò)散到表面上來。

實(shí)際證明：在微波干燥中，木材內(nèi)部水分向外擴(kuò)散的速度遠(yuǎn)大于表面水分蒸發(fā)的速度。因此那種在自然干燥和熱空氣干燥木材中所出的表面硬化，及其影響水分向外擴(kuò)散的現(xiàn)象根本就不存在。由于微波干燥木材具有這樣雙重的驅(qū)水作用過程，又無表面硬化等缺陷，所以干燥速度快。相比之下，常規(guī)干燥需要25天以至一個(gè)月，而微波干燥只需要十幾分鐘到幾十分鐘。由于微波干燥原理的特殊，其干燥結(jié)果也是與眾不同的。這就是：無論木材沿橫截面的濕度是完全一致，還是具有一定梯度，微波干燥的結(jié)果都是呈現(xiàn)為接近木材表面的濕度大，而中心小。這在實(shí)際應(yīng)用中也是有利的。1）速度快：微波干燥由于它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，故干燥速度快。經(jīng)客戶選用我司設(shè)備干燥木材的實(shí)際情況來看，結(jié)果表明：當(dāng)微波功率為60千瓦左右，在不造成干燥缺陷的條件下，從8毫米厚的薄木板到50毫米厚方料，來料水分由35~40%烘干至20%左右,其干燥時(shí)間只需10分鐘至26分鐘。若增大微波功率，必須采取相應(yīng)的合理工藝。否則，其干燥速度雖然隨之加快，但由于木材內(nèi)部溫度急劇上升，水分汽化，氣壓劇增，超過木材纖維允許的程度，造成開裂。所以微波烘干木材，其輸出功率密度的增加是有限制的。

2）效率高：我們利用"提水率"這一指標(biāo)來考核干燥效率的。所謂"提水率"是被定義為1千瓦的微波功率在1小時(shí)內(nèi)，使被干燥物失水的公斤數(shù)，單位為公斤/千瓦小時(shí)（kg/kwh）。提水率高，說明設(shè)備的效率高。

我們對(duì)4類樹種的成材，在其規(guī)格基本相同的條件下進(jìn)行考核實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：各類樹種木材的提水率都在1kg/kwh左右或略為超過。同一種木材在其厚度規(guī)格不同的情況下，其提水率也都大約等于1kg/kwh 。同一種木材沿纖維方向的長度不同，則干燥效果具有明顯的差別，我們用纖維結(jié)構(gòu)比較緊密的柞木進(jìn)行試驗(yàn)比較，長度短提水率高，反之則提水率低。眾所周知，被加熱的木材，隨著逐漸冷卻過程的進(jìn)行，其內(nèi)的水分是要進(jìn)一步蒸發(fā)的。所以適當(dāng)?shù)暮婧罄鋮s，能提高干燥效果。 

     3）質(zhì)量好：木材在常規(guī)干燥過程中變的形、開裂，是由于木材失水后纖維收縮不均勻產(chǎn)生的。在自然干燥中，一方面由于木材表面的蒸發(fā)速度遠(yuǎn)大于內(nèi)部水分的擴(kuò)散度，形成了表面干內(nèi)濕的狀況，表層的干燥使纖維收縮，產(chǎn)生表里之間的應(yīng)力。一方面，木材沿纖維方向的兩端纖維毛細(xì)孔遠(yuǎn)大于其它部位，故纖維的收縮大大超過其余的部分，所以實(shí)際上木材兩端在自然干燥中幾乎沒有不開裂和變形的，一般裂縫的長度在10~30公分不等，嚴(yán)重的一塊板裂或幾塊碎板。同時(shí)木材推放在曬場上，經(jīng)長時(shí)間風(fēng)吹日曬雨淋的反復(fù)侵蝕變質(zhì)，引起許多木材霉?fàn)€，這種變形、開裂、霉?fàn)€變質(zhì)都嚴(yán)重影響了木材的質(zhì)量并造成了大量的報(bào)廢。 

    在微波干燥過程中，情況就完全不同了，由于微波干燥具有強(qiáng)烈的滲透性和選擇性等優(yōu)點(diǎn)，在干燥過程中，木板表里之間、兩端和中間纖維的收縮基本上比較一致，所以開裂和變形小。經(jīng)實(shí)際考察，一致認(rèn)為微波干燥的木材質(zhì)量較自然干燥的好。 

      應(yīng)當(dāng)再次提出的是：當(dāng)微波功率密度過大，木材內(nèi)部汽化"壓勢(shì)"超過木材纖維所允許的限度，也會(huì)出現(xiàn)木材內(nèi)部炸裂的現(xiàn)象。這就是微波干燥木材仍需要一定作用時(shí)間的原理所在。 a）節(jié)約木材：木材是國家一類物資，節(jié)約木材不但具有經(jīng)濟(jì)效益，而且可以減少森林采伐，有重大的環(huán)境效益。在自然干燥中，由于變形、開裂、霉?fàn)€變質(zhì)造成的木材報(bào)廢相當(dāng)嚴(yán)重，實(shí)踐證明，采用微波干燥，木材的利用率至少可提高5% , 加快了木材使用的周期：由于木材自然干燥需要長達(dá)一年甚至數(shù)年的時(shí)間，為了維持生產(chǎn)的正常進(jìn)行必須儲(chǔ)存大量的木材以做周轉(zhuǎn)，不僅占用很大的場地而且還要經(jīng)常翻曬。采用微波干燥后，濕木材及時(shí)得到干燥，上述現(xiàn)象均可得到適當(dāng)?shù)母纳啤?/font> b) 殺死木蛀蟲：木蛀蟲大多蟲卵棲隱在木材中，變成成蟲后就會(huì)破壞家具的外觀和使用價(jià)值，木材在微波過程中，其內(nèi)部的蟲卵、幼蟲也同時(shí)被殺死。據(jù)試驗(yàn)，在2450MHz的微波能量作用下，若木材的溫度在70~80度，只需3分鐘就能全部殺死蟲卵和幼蟲。