我國木材微波干燥技術的創新與發展前景

   一）木材干燥的責任與地位

    　 我國木材資源的浪費，大多數是由于濕材未經干燥處理，或處理不當，致使木材降等甚至失去了使用價值。木材干燥處理的目的在于：（1）防止木材的變形開裂；（2）提高木材的力學強度，改善物理性能；（3）防止木材腐朽蟲蛀；（4）減輕木材的重量。

    　 從以上所述可以看出，木材干燥業的責任在于改善木材的使用性能并提高它的利用率。同時由于木材干燥是能耗zui大的工序，因此無論從產品質量或從經濟效益的角度來看，干燥作業都是木制品生產中舉足輕重的關鍵性環節之一。

    二）木材干燥技術的現狀

    1）木材干燥業的發展潛力巨大

    　據有關專家估計，我國現有設備年干燥能力約400萬立方米材，只占2000年需干燥鋸材的17%左右，而中等發達國家的干燥設備能力，可達所需干燥量的 30%，美國則高達60%。這說明我國干燥設備的能力與發達國家、中等發達國家相差甚遠，同時也說明我國木材干燥工業的發展潛力很大。

    2）干燥能耗偏高，對環境的污染不容忽視

    　我國現有的各種干燥設備中，蒸汽干燥占80%以上。而爐氣和直火式煙氣干燥則在小型企業中較多。蒸汽干燥以鍋爐作供熱設備，我國工業鍋爐及其管網的平均熱效率只有60%，同時蒸汽干燥的進、排氣熱損失較大，約占蒸汽熱能的40%，此外還有墻體大門等的散熱損失，故使蒸汽干燥的一次能源利用率一般低于 30%。干燥能耗高，不僅使產品成本增加，而且使鍋爐與干燥室排出的煙塵與廢氣增多，從而增加了這些有害物質對大氣的污染。以年干燥能力為1萬立方米材的蒸汽干燥車間為例，約需配4噸/h的鍋爐一臺，它每小時排出的有害物質為：煙塵量約40kg、CO2：1900立方米、SO2：45立方米，還有少量的 NO2，這些物質是造成大氣溫室效應、酸雨和臭氧破壞的主要因素。據有關資料報道，在監測網上，對40個顆粒污染zui嚴重的城市排序中，沈陽、西安、北京、上海和廣州進入前10名。由于能源對環節的貢獻率可達70%~80%，故木材干燥的節能問題必須予以重視。

    3）陳舊簡陋的設備較多，干燥的降等損失嚴重

    　目前我國多數中小型（尤其小型）木材加工廠，干燥設備陳舊簡陋，操作人員素質低、多數未經專業培訓，導致由于干燥不當而引起的木材降等損失相當嚴重，一般大于20%，其中約5%的木材則*失去使用價值。據不*統計，全國這類設備的年干燥總量在100萬立方米左右，以降等20%計，每立方米材的降等損失按50元計，則直接經濟損失在1000萬元以上。以5%木材失去使用價值計，則浪費的森林資源在5萬立方米以上。然而，微波干燥設備造型美觀，操作簡單，大大降低了設備及人為所造成的損失，從而提高了木材產品的質量。

    三）微波干燥木材原理

    木材微波干燥是一項新技術，具有加熱均勻、干燥速度快、不走形、質量好，有利于連續化和自動化生產一系列優點。

     木材微波干燥與傳統烘干木材設備不同，它是一種頻率為300MHZ至300GMHZ,其對應的波長為MM至DM（10 -10M）的數量級，比光波、紅外線的波長長、屬高頻段的電磁波。我國對工業微波加熱設備常用的固定頻率有兩種：915MHZ和2450MHZ。微波具有電磁波的諸如反射、透射、和干涉、衍射、偏振，以及伴隨著電磁波的能量傳輸等波動特性；物料的積極性分子如水分子在電磁場中以915MHZ和2450 的頻率重復變化排列、轉化和釋放能量起到加熱和干燥的目的。微波加熱物料內外同時進行，具有即時加熱的特點，沒有熱慣性現象，因此干燥過程中易于控制；且沒有噪音和有害氣體排放，屬于環保干燥技術，簡易的說，就是微波透過物料內部被所含的水份和木材本身吸收直接加熱。由于物料的表面水份的蒸發，因此，物料內部溫度高于表面。使物料內部形成向外的壓力差，加速了水份的表面遷移，所以微波干燥木材的速度遠大于對流干燥速度快20 –30倍。比遠紅外和蒸氣干燥能耗降低25%以上。

     微波干燥物料可使木材內部的溫度高于60℃，使用物料中寄生的蟲卵很快殺滅、達到防蛀、防霉的作用。對于各種不同性質的木材要先取合適的微波加熱速度，達到*的工藝條件，可獲得*的效益。

    四）微波烘干設備與經濟效益

    設備結構：

    微波烘干設備結構內壁材料選擇304不銹鋼板材料制作。外層加保溫隔熱材料進行保溫，有利于能源的充分利用和節能。設備外層采用折彎鋼板噴塑處理。設備底部有進風氣孔，以便進氣。設備頂部配置排濕氣孔，以作排出潮氣，備有排濕風扇更有利于將微波烘干爐內的潮濕氣體排出。促進木材的烘干處理。

    微波操作系統：

    電氣操作系統安裝在操作控制儀表面板上，集中操作與控制微波能設備，實現對微波能設的

    操作與監測，儀表面板上配置操作開關，功率選擇按鈕調節微波。時間設定器，供用戶操作時選擇加熱時間。安裝功率監視表隨機觀察微波加熱設備穩定性。同時還配置溫度顯示方便監督溫度的變化。操作位安裝保護性急停開關，保障在運行時因故障時安全停機。

    經濟分析如下：

    通常用戶在選擇設備時往往只考慮設備投資如何節省。殊不知設備投資相對于被加工木材的價值來說只是"小菜一碟"。年產2000m3，性能良好的設備投資一般需要20萬元，但2000m3木材的價值有時高達1000萬元。良好的設備加上合理的自動控制，使木材干燥的成品率較手工操作的簡易設備提高5%已是不爭的事實，這5%成品率的提高意味著每年50萬元的節約，單從這一點來看，花20萬元添置性能良好的設備要比花10萬元購買簡易設備合算得多。

    例如：微波烘干設備初步設計為40kw/h，增加輔助耗能估算為50kw/h來進行分析：

    木版規格：長=930mm，寬=160mm，厚=130mm

    烘干方法：采用堆積法。堆積要求：1）木材規格要統一、一致，不可混雜；

    2）木材含水率要大致相同；

    3）材質要求統一；

    4）堆放側邊要平齊；

    5）木材的芯材和邊材要分開放置，芯材放置在中間偏上部，邊材厚度在40mm~50mm范圍則可以自身作為墊板。

    堆放要求：木材平放置每塊板之間距離間隔=20mm~30mm ，每層放置10塊板材，第二層要求轉位90℃放置，同放置10塊木材；一直堆積11層。每層物料到微波內壁間距離=250mm~300mm累積總數=10x11=110塊木版。

    堆放體積計算總量：每塊木材體積=960x160x130=0.0194（立方米）

    堆積體積=0.0194x110=2.134（立方米）

    堆放木材所占高度空間=130x11=1430mm

    微波烘干室（窯）內部空間尺寸參數為：（長x寬x高）=2500x1600x1700mm

    物料中含水重量： 初步設定木材初始含水率=60%

     木材終止含水率=12%

    設定木材基本密度=0.4t /立方米

    微波設備一次處理量=2立方米

    估算物料中含水總重量=1000x0.4（0.6-0.12）x2

    =384Kg （水）

    設備每小時耗能50kw/h，處理烘干每爐木材板料，耗時2小時，每次啟動一次總耗電100Kw/h，即100度電。

    分析（1）如果每度電費用模擬0.5元/每度電價，計算100度電總費用=50元，；每爐所處理板材料總數量=55塊木板，每塊木板材料處理均攤費用=50/55=0.9元

    分析（2）如果每度電費用模擬0.4元/每度電價，計算100度電總費用=40元，；每爐所處理板材料總數量=55塊木板，每塊木板材料處理均攤費用=40/55=0.73元

    分析（3）如果每度電費用模擬0.3元/每度電價，計算100度電總費用=30元，；每爐所處理板材料總數量=55塊木板，每塊木板材料處理均攤費用=30/55=0.54元

    分析（4）如果每度電費用模擬0.25元/每度電價，計算100度電總費用=25元，；每爐所處理板材料總數量=55塊木板，每塊木板材料處理均攤費用=25/55=0.45元

    以上是經濟分析對比要按各地地區供電價格及供電避開用高峰情況來對比加以分析。怎樣能提高經濟效益，取得回報，如何利用電能zui有利因素綜合考慮進行技術性的投入與決策，這還是要結合實際的生產需要作出適合的選擇。

                             廣州越能工業微波設備有限公司

                             銷售員：鐘蘭蘭