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木材微波干燥设备的分析

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木材微波干燥设备的分析

来源:
发布时间:
2019/03/27
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  一)木材干燥的责任与地位

  我国木材资源的浪费,大多数是由于湿材未经干燥处理,或处理不当,致使木材降等甚至失去了使用价值。木材干燥处理的目的在于:(1)防止木材的变形开裂;(2)提高木材的力学强度,改善物理性能;(3)防止木材腐朽虫蛀;(4)减轻木材的重量。

  从以上所述可以看出,木材干燥业的责任在于改善木材的使用性能并提高它的利用率。同时由于木材干燥是能耗最大的工序,因此无论从产品质量或从经济效益的角度来看,干燥作业都是木制品生产中举足轻重的关键性环节之一。

    二)木材干燥技术的现状

  1)木材干燥业的发展潜力巨大
  据有关专家估计,我国现有设备年干燥能力约400万立方米材,只占2000年需干燥锯材的17%左右,而中等发达国家的干燥设备能力,可达所需干燥量的 30%,美国则高达60%。这说明我国干燥设备的能力与发达国家、中等发达国家相差甚远,同时也说明我国木材干燥工业的发展潜力很大。


  2)干燥能耗偏高,对环境的污染不容忽视
  我国现有的各种干燥设备中,蒸汽干燥占80%以上。而炉气和直火式烟气干燥则在小型企业中较多。蒸汽干燥以锅炉作供热设备,我国工业锅炉及其管网的平均热效率只有60%,同时蒸汽干燥的进、排气热损失较大,约占蒸汽热能的40%,此外还有墙体大门等的散热损失,故使蒸汽干燥的一次能源利用率一般低于 30%。干燥能耗高,不仅使产品成本增加,而且使锅炉与干燥室排出的烟尘与废气增多,从而增加了这些有害物质对大气的污染。以年干燥能力为1万立方米材的蒸汽干燥车间为例,约需配4吨/h的锅炉一台,它每小时排出的有害物质为:烟尘量约40kg、CO2:1900立方米、SO2:45立方米,还有少量的 NO2,这些物质是造成大气温室效应、酸雨和臭氧破坏的主要因素。据有关资料报道,在全球监测网上,对40个颗粒污染最严重的城市排序中,沈阳、西安、北京、上海和广州进入前10名。由于能源对环节的贡献率可达70%~80%,故木材干燥的节能问题必须予以重视。

  3)陈旧简陋的设备较多,干燥的降等损失严重
  目前我国多数中小型(尤其小型)木材加工厂,干燥设备陈旧简陋,操作人员素质低、多数未经专业培训,导致由于干燥不当而引起的木材降等损失相当严重,一般大于20%,其中约5%的木材则完全失去使用价值。据不完全统计,全国这类设备的年干燥总量在100万立方米左右,以降等20%计,每立方米材的降等损失按50元计,则直接经济损失在1000万元以上。以5%木材失去使用价值计,则浪费的森林资源在5万立方米以上。然而,微波干燥设备造型美观,操作简单,大大降低了设备及人为所造成的损失,从而提高了木材产品的质量。

    三)微波干燥木材原理

  木材微波干燥是一项新技术,具有加热均匀、干燥速度快、不走形、质量好,有利于连续化和自动化生产一系列优点。

  木材微波干燥与传统烘干木材设备不同,它是一种频率为300MHZ至300GMHZ,其对应的波长为MM至DM(10 -10M)的数量级,比光波、红外线的波长长、属高频段的电磁波。我国对工业微波加热设备常用的固定专用频率有两种:915MHZ和2450MHZ。微波具有电磁波的诸如反射、透射、和干涉、衍射、偏振,以及伴随着电磁波的能量传输等波动特性;物料的积极性分子如水分子在电磁场中以915MHZ和2450 的频率重复变化排列、转化和释放能量起到加热和干燥的目的。微波加热物料内外同时进行,具有即时加热的特点,没有热惯性现象,因此干燥过程中易于控制;且没有噪音和有害气体排放,属于环保干燥技术,简易的说,就是微波透过物料内部被所含的水份和木材本身吸收直接加热。由于物料的表面水份的蒸发,因此,物料内部温度高于表面。使物料内部形成向外的压力差,加速了水份的表面迁移,所以微波干燥木材的速度远大于对流干燥速度快20 –30倍。比远红外和蒸气干燥能耗降低25%以上。

  微波干燥物料可使木材内部的温度高于60℃,使用物料中寄生的虫卵很快杀灭、达到防蛀、防霉的作用。对于各种不同性质的木材要条件,可获得最佳的效益。