微波加熱在木材加工中的應用

康波

摘要：木材在我們的生活和生產中具有重要的應用價值，不僅促進了工業的生產，還通過加工技術的應用，為我們的生活帶來了便利：如家具制造、模具成型和藝術品制造等。但是在加工過程中需要對木材進行干燥處理，避免木材發生變形、開裂和腐爛的現象。針對傳統干燥方式中存在的不足，我國提高了干燥科技的應用，利用微波加熱技術提升了干燥的速度和質量，保證了木材的色澤。下面文章對微波加熱的原理和應用進行了分析。

關鍵詞：微波加熱；木材加工；原理；應用

微波技術的應用主要是根據其具有電磁波的性質，在超高頻率的應用中，能夠傳達更多的介質，因而被廣泛的應用到通信行業中。但是在頻率為915MHz和2450MHz的微波還可以用于工業加熱，通過對水分子的極化處理，將水分迅速的脫離出去，提高了工業材料的干燥速率。在木材的加工中，微波技術加熱技術逐漸的被引用，不僅提高了經濟效益，還實現了環保的生產過程。

一、我國木材干燥技術的現狀

改革開放以來，我國的木材干燥工業得到了飛速發展，目前已成為一個完善的行業體系。尤其是近幾年，隨著我國木材用量的逐漸增多，木材干燥市場更加繁榮，為我國木材干燥工業的快速發展帶來了良好的契機。目前，我國木材干燥工業具有以下幾個特點。

1、木材加工企業的干燥意識增強。靠簡單氣干或熏烤干燥木材不能保障木制品的質量，這已經是木材加工企業的共識。因此，企業在干燥設備上的投資力度明顯加大。

2、干燥方法呈現以常規干燥為主，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，木材干燥專營企業多采用大容量常規干燥。而木材加工企業的自用干燥室則根據其所干木材樹種、數量、質量要求、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。由于原木外運受運輸成本和口岸城市運力的限制，所以木材加工企業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、木材干燥的規范化管理標準基本齊備，干燥設備的科技含量不斷增加，性能不斷提高。

二、現代干燥技術

1、現代干燥技術的主要方法

現代木材干燥技術主要包括：利用大自然能源的大氣預干燥技術、太陽能干燥技術、太陽能與其他干燥聯合的干燥技術；利用廢舊能源的發電廠剩余熱水干燥技術、鍋爐尾氣干燥技術；廢棄物燃燒干燥技術等；智能干燥技術，即利用木材干燥智能控制技術實現不同木材的智能高效干燥；不同干燥方法高效聯合的技術；木材預處理干燥技術，即通過現代生物技術、機械技術、化學處理技術等方法提高木材水分的傳導性能，從而改善木材干燥性能的木材預處理技術。

2、現代干燥技術的基本要求

現代干燥技術的基本要求是節能、環保和高效。對干燥能耗占木材加工過程中總能耗的60%-70%的木材干燥工業來說，需要不斷的研究新的節能干燥技術，推廣利用廢舊能源的干燥技術和利用再生能源（特別是太陽能）的干燥技術的意義重大。實現木材的綠色干燥、減少木材干燥過程中排放的有害氣體數量。

三、微波干燥木材的應用

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，可充分發揮其干燥的特長，又能適當降低能耗。微波干燥木材的原理是以濕木材作電介質，在微波電磁場的作用下，引起木材中水分子極化，同時由于電磁場的頻繁交變，使水分子高速頻繁的擺動，摩擦生熱，從而加熱干燥木材。

1、提升了干燥的速度。根據微波加熱的原理我們可以知道，與傳統的加熱方式不同，微波加熱的熱量擴散是由內向外的，而不是傳統的由外向內，這種加熱方式的優點是，加熱過程與木材的厚度沒有較大的關系，在內部的汽化過程中，加熱的體積會沿著木材的厚度同時熱透，加熱的熱量梯度與水分含量的變化梯度一致，能夠在較短的時間內干燥木材。而傳統的加熱方式，外表加熱的溫度要高于內部的汽化溫度，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象的發生，提高干燥的質量，從而提高木材的應用價值，促進企業經濟效益的提升。但是傳統的除濕干燥和真空干燥等方法不能在有效的時間內均勻加熱，木材各個部位的膨脹系數和干縮系數不一致，造成了開裂變形等，需要技術控制才能夠盡量避免。通過微波加熱技術的應用，減少了質量問題出現的機率，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的統一，提高了木材的干燥質量。

3、可保持木材原有的色澤。溫度越高、作用時間越長、含水率越高則木材變色越快。木材微波干燥周期與常規干燥相比要縮短幾十至上百倍，而且每次加熱要經過由低溫到高溫的過程，因而在高溫下停留的時間更短，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。木材微波干燥設備最大的特點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，由于我國電力日趨豐富，已步入世界電力大國，電價與煤價的比相對在逐漸降低，故微波干燥等以電為能源的干燥方法會有明顯的增長趨勢。微波干燥未來在解決厚材、珍貴材和難干材方面可能發揮重要作用。當然，微波干燥也可用于小徑原木、單板、薄木及碎料的干燥。

結語：微波技術作為一種將電磁能轉化為熱能的特殊導熱方式，不僅在食品加熱、殺蟲滅菌、干燥保鮮等方面用途廣泛，同時，更向催化化學反應、新材料微波處理等應用發展。隨著微波干燥技術在木材加工中的不斷深入發展和完善，將會使木材加工后更加的安全、節能、高效、環保，從而帶動我國木材工業的經濟增長，促進環境友好型社會的快速發展。

參考文獻：

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