微波干燥设备在木材行业的应用

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。微波干燥竹、木材是以湿竹/木材作为电介质，在微波电磁场中的作用下，引起湿竹/木材中水分子的极化，由于电磁场的频繁交变，引起水分子的剧烈运动，磨擦产生热量，从而干燥竹/木材。微波要被干燥竹/木材内部直接作用，叫做“透热”。“透热”所需要的时间与竹/木材的厚度无关，而与电场强度、微波频率以及竹/木材的介电性质有关。微波作用竹/木材时，当竹/木材内部的温度高于100℃时，在竹/木材中产生过量的水蒸汽压力，加速了水分子的移动。所以微波干燥竹/木材的速度大大高于对流干燥（自然干燥、蒸汽干燥、红外线干燥等）的速度。 　　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先取合适的微波加热速度，达到最佳的工艺条件，可获得最佳的效益。 　　四）微波烘干设备的经济效益 　　1)、经济分析如下： 　　通常用户在选择设备时往往只考虑设备投资如何节省。殊不知设备投资相对于被加工木材的价值来说只是"小菜一碟"。年产2000m3，性能良好的设备投资一般需要20万元，但2000m3木材的价值有时高达1000万元。良好的设备加上合理的自动控制，使木材干燥的成品率较手工操作的简易设备提高5%已是不争的事实，这5%成品率的提高意味着每年50万元的节约，单从这一点来看，花20万元添置性能良好的设备要比花10万元购买简易设备合算得多。 　　其经济分析对比要按各地地区供电价格及供电避开用高峰情况来对比加以分析。怎样能提高经济效益，取得回报，如何利用电能最有利因素综合考虑进行技术性的投入与决策，这还是要结合实际的生产需要作出适合的选择。 · 行业聚焦： 干燥是最常用的单元操作，无论是在原料药生产和制剂生产中都有广泛的应用。 　　从传热方法分，有对流、传导、幅射等。 现有的干燥设备中，最多的是对流传热干燥，如热风干燥，热风和被干燥物接触，进行热交换、蒸发水分。代表性的设备有平行流动干燥机、通风干燥机、回转干燥机、气流干燥机、流化床干燥机、喷雾干燥机等。实际应用时，有单用、组合用、原型变型等。气流干燥机、流化床干燥机、喷雾干燥机等都是以热风为热源，在干燥的同时，也完成了物料的包装机械的种类繁多，分类方法很多。按功能可分为单功能包装机和多功能包装机；按使用目的可分为内包装机和外包装机；按包装品种又可分为专用包装机和通用包装机；按自动化水平分为半自动机和全自动机，按产品状态分，有液体、块状、散粒体包装机；按包装作用分，有内包装、外包包装机；按包装行业分，有食品、日用化工、纺织品等包装机；按包装工位分，有单工位、多工位包装机；按自动化程度分，有半自动、全自动包装机等。 　　包装机械的分类方法还有许多，各种分类方法各有其特点及适用范围，但均有其局限性。从国际上包装机械总的情况来看，比较科学的分类方法是按其主要功能进行分类，它能抓住事物的本质。其基本分类如下： 远古以来，人类就习惯于用天然热源和自然通风来干燥物料，完全受自然条件制约，生产能力低下。随生产的发展，它们逐渐为人工可控制的热源和空气除湿机所代替。 　　空气干燥机是通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出，以获得规定湿含量的固体物料的机械设备。 　　20世纪初期，乳品生产开始应用喷雾空气干燥机，为大规模干燥液态物料提供了有力的工具。40年代开始，随着流化技术的发展，高强度、高生产率的沸腾床和气流式空气干燥机相继出现。而冷冻升华、辐射和介电式空气干燥机则为满足特殊要求提供了新的手段。60年代开始发展了远红外和微波空气干燥机。 　　近代空气

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