微波加热在木材加工中的应用

康波

摘要：木材在我们的生活和生产中具有重要的应用价值，不仅促进了工业的生产，还通过加工技术的应用，为我们的生活带来了便利：如家具制造、模具成型和艺术品制造等。但是在加工过程中需要对木材进行干燥处理，避免木材发生变形、开裂和腐烂的现象。针对传统干燥方式中存在的不足，我国提高了干燥科技的应用，利用微波加热技术提升了干燥的速度和质量，保证了木材的色泽。下面文章对微波加热的原理和应用进行了分析。

关键词：微波加热；木材加工；原理；应用

微波技术的应用主要是根据其具有电磁波的性质，在超高频率的应用中，能够传达更多的介质，因而被广泛的应用到通信行业中。但是在频率为915MHz和2450MHz的微波还可以用于工业加热，通过对水分子的极化处理，将水分迅速的脱离出去，提高了工业材料的干燥速率。在木材的加工中，微波技术加热技术逐渐的被引用，不仅提高了经济效益，还实现了环保的生产过程。

一、我国木材干燥技术的现状

改革开放以来，我国的木材干燥工业得到了飞速发展，目前已成为一个完善的行业体系。尤其是近几年，随着我国木材用量的逐渐增多，木材干燥市场更加繁荣，为我国木材干燥工业的快速发展带来了良好的契机。目前，我国木材干燥工业具有以下几个特点。

1、木材加工企业的干燥意识增强。靠简单气干或熏烤干燥木材不能保障木制品的质量，这已经是木材加工企业的共识。因此，企业在干燥设备上的投资力度明显加大。

2、干燥方法呈现以常规干燥为主，除湿干燥、太阳能干燥、真空干燥、高频干燥、微波干燥、炉气干燥等其他干燥方法并存的多样化格局。通常，木材干燥专营企业多采用大容量常规干燥。而木材加工企业的自用干燥室则根据其所干木材树种、数量、质量要求、地理位置等不同，在干燥方法的选择上各不相同，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。由于原木外运受运输成本和口岸城市运力的限制，所以木材加工企业纷纷到口岸城市落户或建立原材料加工基地。这在客观上形成了集中加工、集中干燥的木材城。

4、木材干燥的规范化管理标准基本齐备，干燥设备的科技含量不断增加，性能不断提高。

二、现代干燥技术

1、现代干燥技术的主要方法

现代木材干燥技术主要包括：利用大自然能源的大气预干燥技术、太阳能干燥技术、太阳能与其他干燥联合的干燥技术；利用废旧能源的发电厂剩余热水干燥技术、锅炉尾气干燥技术；废弃物燃烧干燥技术等；智能干燥技术，即利用木材干燥智能控制技术实现不同木材的智能高效干燥；不同干燥方法高效联合的技术；木材预处理干燥技术，即通过现代生物技术、机械技术、化学处理技术等方法提高木材水分的传导性能，从而改善木材干燥性能的木材预处理技术。

2、现代干燥技术的基本要求

现代干燥技术的基本要求是节能、环保和高效。对干燥能耗占木材加工过程中总能耗的60%-70%的木材干燥工业来说，需要不断的研究新的节能干燥技术，推广利用废旧能源的干燥技术和利用再生能源（特别是太阳能）的干燥技术的意义重大。实现木材的绿色干燥、减少木材干燥过程中排放的有害气体数量。

三、微波干燥木材的应用

微波用于木材干燥有两种方法，即利用微波快速干燥木材和利用木材的介电性质均衡其含水率。微波再干可以防止过干，并使单板较为柔软，干燥后因劈裂或破坏的降等，微波再干单板少于热空气再干单板。微波干燥木材今后可能用在两段干燥的第二阶段，即用于干燥低含水率阶段，可充分发挥其干燥的特长，又能适当降低能耗。微波干燥木材的原理是以湿木材作电介质，在微波电磁场的作用下，引起木材中水分子极化，同时由于电磁场的频繁交变，使水分子高速频繁的摆动，摩擦生热，从而加热干燥木材。

1、提升了干燥的速度。根据微波加热的原理我们可以知道，与传统的加热方式不同，微波加热的热量扩散是由内向外的，而不是传统的由外向内，这种加热方式的优点是，加热过程与木材的厚度没有较大的关系，在内部的汽化过程中，加热的体积会沿着木材的厚度同时热透，加热的热量梯度与水分含量的变化梯度一致，能够在较短的时间内干燥木材。而传统的加热方式，外表加热的温度要高于内部的汽化温度，不仅造成了热量的损失，其木材的中心常由于干燥不彻底，影响了使用效果。

2、提升了木材的干燥质量。木材在干燥过程中，要避免干燥不均匀造成的开裂和变形现象的发生，提高干燥的质量，从而提高木材的应用价值，促进企业经济效益的提升。但是传统的除湿干燥和真空干燥等方法不能在有效的时间内均匀加热，木材各个部位的膨胀系数和干缩系数不一致，造成了开裂变形等，需要技术控制才能够尽量避免。通过微波加热技术的应用，减少了质量问题出现的机率，在水分加热极化后，能够迅速的将热量均匀的排出，保证了干缩和膨胀系数的统一，提高了木材的干燥质量。

3、可保持木材原有的色泽。温度越高、作用时间越长、含水率越高则木材变色越快。木材微波干燥周期与常规干燥相比要缩短几十至上百倍，而且每次加热要经过由低温到高温的过程，因而在高温下停留的时间更短，所以用微波干燥木材几乎不改变木材的原色泽。

4、可直接干燥木制半成品。木材微波干燥设备最大的特点是能干燥木制品的半成品。微波直接干燥成型的木材，不变形、不开裂、不损坏木材。并且占用的场地面积小，具有一定程度的杀虫功能。

微波干燥是以清洁的电作能源，由于我国电力日趋丰富，已步入世界电力大国，电价与煤价的比相对在逐渐降低，故微波干燥等以电为能源的干燥方法会有明显的增长趋势。微波干燥未来在解决厚材、珍贵材和难干材方面可能发挥重要作用。当然，微波干燥也可用于小径原木、单板、薄木及碎料的干燥。

结语：微波技术作为一种将电磁能转化为热能的特殊导热方式，不仅在食品加热、杀虫灭菌、干燥保鲜等方面用途广泛，同时，更向催化化学反应、新材料微波处理等应用发展。随着微波干燥技术在木材加工中的不断深入发展和完善，将会使木材加工后更加的安全、节能、高效、环保，从而带动我国木材工业的经济增长，促进环境友好型社会的快速发展。

参考文献：

[1] 赵海英.微波加热在木材加工中的应用[J].科技与企业，2014（13）.

[2] 林兴昌.高新技术在木材加工中的应用[J].广东科技，2013（08）.