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： 谷物干燥是农业生产中重要的步骤，也是农业生产中的关键环节，是实现粮食生产全程机械化的重要组成部分。谷物干燥机械化技术是以机械为主要手段，采用相应的工艺和技术措施，人为地控制温度、湿度等因素，在不损害谷物品质的前提下，降低谷物中含水量，使其达到国家安全贮存标准的干燥技术。 　　我国是世界上最大的粮食生产国和消费国，年总产粮食约5亿t。据统计，我国粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输、加工、消费等过程中的损失高达18％左右，远远超过了联合国粮农组织规定的5％的标准。在这些损失中，每年因气候原因，谷物来不及晒干或未达到安全水分造成霉变、发芽等损失的粮食高达5％，若按年产5亿t粮食计算，相当于25  将微波干燥技术这项现代科技手段与传统中药的生产加工工艺相结合，是中药工艺革新的一个新思路。成都中医药大学的付超美教授向记者介绍了微波技术在中药炮制中的最新应用进展。 　　为了观察与比较采用不同方法干燥胆汁的效果，研究人员分别设立了微波干燥组、通风干燥组、水浴干燥（60℃、70℃、80℃）组、红外干燥（40℃、60℃）组、超声干燥组、阳光干燥组等六个实验组。技术人员通过测定干燥后物料的红外波谱发现，与其他四类干燥技术不同的是，室外通风组和微波组的波谱较为相似。相比之下，微波干燥的时间仅为15分钟，明显短于传统通风法12小时的干燥时间。这在一定 　　物质在微波场中受到来自各个方向的微波的作用，微波具有穿透到物质内部的功能，微波的这种穿透性使得微波在对物质进行干燥时能使被干燥物质表里一致，几乎没有温度梯度，因而微波技术 应用于木材、药材、丸剂、粉剂的干燥以及化工的膨化于燥具有独特的优势，能够解决常规方法所无法解决的干燥问题，达到比常规方法好的干燥效果。 　　微波干燥设备干燥木材有以下五方面的优越性。 　　速度快 实践表明，从8mm厚的薄板到50mm的方料， 含水从35％一40％干燥到20％左1、高效沸腾干燥机日常维修保养 　　1.1高效沸腾干燥机操作人员在每次操作之前先检查蒸汽阀、压缩空气及各量程表是否正常。 　　1.2检查高效沸腾干燥机上、下气囊密封圈是否有凸起，平头螺丝是否松脱，防止料车推入时撞坏。 　　1.3检查高效沸腾干燥机料斗的叶桨是否过紧，叶桨过紧加上物料的阻力，造成搅拌马达传动负荷增加，使传动凸块折断或马达烧毁。 　　1.4检查上高效沸腾干燥机、下气囊密封圈的气压是否在0.1～0燥设备的能量利用率取决于干燥介质的初始和最终温度、环境温度及湿含量、供给和损失的热量，以及废气的循环等因素。提供给干燥设备的热量主要包括水分蒸发所需要的热量、物料升温所需要的热量及热损失三部分。评价干燥设备时，干燥设备的能量利用率是评价干燥设备的重要依据。 　　第二，干燥设备的应用行业很多，各行业都有其特殊性，对干燥设备的材质、结构及加工质量都有具体要求。因此，要求制造企业提供加工质量较高的干燥设备，以满足各行业对干燥设备的要求。加工质量是评价干燥设备的重要依据。 　　因此，评价干燥设备技术性与经济性的标准也基本在如上所述之中，当然，更多的标准，还需要在实践中去摸索。

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