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微波干燥在木材加工方面應用

    微波在木材加工方面應用由于微波具有加熱迅速、加熱均勻、節能、高效、安全無害、可連續性生產及大大改善勞動條件等特點,目前已廣泛應用于木材加工中的干燥、彎曲加工、樹脂膠合等方面中。由于木材的導熱性差,而且表面水分不能過快排除,否則會產生難以控制的應力,傳統用干燥窯處理,由于屬熱傳導加熱,故時間很長。而微波是頻率從300MHZ-300GHZ的電磁波,其方向和大小隨時間作周期性變化,穿透能力特別強。2450MHZ的微波可使水分子每秒鐘運動24.5億次、915MHZ的微波可使水分子每秒鐘運動18.3億次。致使水分子產生急劇摩擦、碰撞,使木材產生熱化和膨化等一系列的物化過程,而達到加熱目的。且使物料里外同時加熱,其中心溫度還比表面溫度略高,有利于水分從內部向外部擴散和揮發。微波干燥木材正是利用了微波加熱均勻、干燥周期短、可連續自動化生產的優點,特點適宜貴重樹種、高檔木制品、以及用常規辦法處理時出現降等級和廢率高的樹種。木材在處理過程中,工藝是十分重要的,必須根據木材的品種和含水率,使木材表面水分蒸發速度與內部擴散速度相平衡,避免由于水分急劇汽化而產生的內裂現象。加熱溫度也不能太高,以免木材的碳化。如含水量比較高的木材采用微波或高頻與熱蒸氣或真空聯合干燥效果更好,且一次性投資少。微波干燥木材采用比較高的地區長江三角洲、東北和浙江等地。如上海漆器雕刻廠早在1997年就采用915MHZ20KW微波干燥,不僅徹底消除了產品蟲蛀現象,而且由木材變形而引起家具豁裂、吊角現象也不復存在,有效地保存了該廠的名牌質量,其生產的中國漆器屏風和家具銷售世界各地。利用微波干燥木材,同時減少了倉庫存儲、資金周轉快、效益十分明顯。再如東北、浙江、無錫家具二廠等地已采用915MHZ、2450MHZ,功率從40-180KW不等,加工對象有木材、地板塊、工藝制器、瓦楞紙板等。微波在木材和竹材的彎曲加工方面有很大進展。過去木材的彎曲加工包括軟化、成型和定型三個連續工序,通常需用具有彎曲性能的硬木作原料,但目前這種原料越來越少,迫切需要新的曲木技術,以適應性能較差的軟質木材進行加工。采用微波軟化和定型有以下突出特點:首先是熱量從木材內部產生,軟化速度特別快,特別是對較厚的樣品,節省的能量和縮短的時間更明顯。例如用蒸氣預熱法將厚度2厘米厚的木材,加熱到內部溫度80℃需要8小時,4厘米厚時超過30小時,但是用微波加熱到100℃,僅需要1分鐘到幾分鐘。其次是溫度控制十分方便,容易滿足最佳的處理條件。此外,微波方法可使用質量較差的原料,得到較大永久變形的產品,成品率也較高。當需要變形很大時,可以將成型和定型工序也都在微波加熱器內完成。日本制成的微波曲木加工設備中,用于軟化的加熱器使用2450兆赫4.9千瓦微波,尺寸為長1.3米、寬0.8米、高1.2米;最終定型干燥采用射頻。可以加工曲木家具、樂器、運動器材和樓梯扶手的彎角等。在木材加工中另一個應用是樹脂的粘接合固化。這不僅可使用廉價的粘合劑制成高粘接質量的家具和樂器,還可有效利用廢材,以及制造高質量木材樹脂復合板。
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