木材微波干燥技术

木材微波干燥技术刘昌铎（南京国营七七二厂微波所南京２１０００９）美国、日本、加拿大、德国等国的学者在６０年代初就开始研究利用微波干燥木材，认为微波干燥木材是一种最有效的快速干燥方法。我国在７０年代初开展木材微波干燥技术的研究和应用，并取得了一定的成绩...     

微波预处理对杨木渗透性的影响

研究微波预处理过程中辐射功率、时间和处理方式对杨木单板渗透性的影响规律,以获得后续杨木改性处理理想的微波预处理工艺。在本试验条件下,微波预处理可以使经过质量浓度20%的聚乙二醇2000(PEG-2000)浸渍后的杨木单板烘干后的增重率从26.8%提升至38.2%;随着微波预处理辐射时间的增加,杨木单板浸渍增重率的平均值先上升后下降,并在辐射时间为50 s时达到顶峰;随着微波源输出功率的增加,对杨木单板的渗透性提升效果逐渐上升。微波预处理含水率为10%～13%的杨木单板的优化组合工艺条件为:微波源输出功率100%、微波辐射时间50 s,可使杨木单板在短时间内达到平均温度135.5℃。在微波预处理过程中,需要注意谐振腔与试件接触部位的温度控制,以减小同组试件升温速率差异对微波处理效果的影响。     

微波干燥木材的应用

对木材进行干燥处理,使其含水率达到一定的使用要求是保证木制品质量的重要手段,因此在使用前都要进行干燥。当前,一般是采用热空气加热木材的传统干燥方法,这种方法,不管其热源方式如何,都是用热空气从外部加热木材,使其表面水分蒸发,形成表面和内部含水率梯度,促使水分由内向外扩散达到干燥木材的目的。若使表面蒸发速度与内部扩散速度相平衡,木材加热均匀、温湿度适当,木材就能快速干燥。因此,在干燥木材时,为抑制初期表面水分扩散,应采用高温高湿的方法增加导热系数,但因木材本身导热性能差,这种方法很难实现。１微波干…     

木材微波干燥技术与应用

1木材微波干燥的原理木材微波干燥是以湿木材作为电介质,放置于微波电磁场中,在频繁交变的电磁场作用下,使木材中水分子极化,极化水分子迅速旋转,相互摩擦,产生热量,从而加热和干燥木材。湿木料在微波电磁场中吸收的电功率可表示为:p=0.55fE2εtgδ10-12式中:p—单位体积木材吸收的电功率;f—电流频率;E—电场强度;ε—木材的介电系数;tgδ—木材损耗角正切。由上式可以看出,电场强度E越大,电流频率f越高,木材吸收的电功率就越多。这是因为电场越强,极化的水分子摆动的振幅越大,摩擦产生的热量就越多。但过高的电场强度,容易使木材击穿,这…     

南方阔叶树材干燥初期应变特点的研究

在不同温度和平衡含水率条件下研究南方阔叶树材干燥初期应变特点。试验结果表明，干燥初期表层呈现伸张弹性应变和塑性应变，内层为压缩应变。伸张弹性应变的最大值是产生表裂的主要原因，塑性应变而引起的表层固定变形是产生内裂的原因。     

辊压预处理条件对蒙古栎干燥速率及纹孔结构的影响

[目的]针对木材干燥耗时长、效率低的问题,以改变司职水分疏导功能的木材分子关键部位的微观结构为手段,通过改善木材的渗透性和水分的流动性,建立易于水分移动的新路径,达到缩短木材干燥时间的目的.在描述蒙古栎导管分子细胞壁构造变异的形态、数量和程度以及表征处理材在常规蒸汽干燥全程和各阶段干燥速率变动的基础上,探索并建立辊压预处理工艺条件、构造特征变异与干燥速率三者的相关关系.[方法]依托木材的黏弹性和水分移动机制,以蒙古栎为试材,对其含水率47％～55％、900 mm(长)×100 mm(宽)×30 mm(厚)的径切板和弦切板施行2个压缩方向(径向和弦向)、3种压缩率(10％,20％和30％)和3种压缩次数(1,4和9次)的辊压预处理,使用环境扫描电子显微镜(Fei Quanta 200)观察研究辊压处理材的导管分子微观构造特征变异,并在常规蒸汽干燥全程和各阶段测试和分析处理木材的干燥速率变动规律.[结果]环境扫描电镜观察表明,辊压压缩预处理使蒙古栎导管分子纹孔膜破裂和细胞壁出现裂隙,可形成水分移动的微观新路径;随着压缩率增大、压缩次数增加,纹孔膜破裂的数量和程度、细胞壁破坏的规模和尺寸增加,木材的渗透性和水分的流动性得到改善,缩短木材干燥时间.在常规蒸汽干燥的6个阶段和干燥全程,辊压预处理材的干燥速率均大于未处理材;压缩率和压缩方向相同时,干燥速率随压缩次数的增加而增大;压缩方向和压缩次数相同时,干燥速率随压缩率的增加面加快;压缩率和压缩次数相同时,径向压缩的弦切板干燥速率快于弦向压缩的径切板.[结论]以试材初含水率50％、终含水率15％计算,辊压预处理材的全程干燥时间均少于未处理材,弦向压缩径切板干燥时间缩短6.67％～23.64％,径向压缩弦切板缩短4.55％ ～ 13.02％.辊压预处理可在蒙古栎试材内部形成微观的水分移动新路径,改善水分的渗透性和流动性,缩短木材干燥时间.     

减少阔叶材干燥时间新技术

美国田纳西州橡树岭国家实验室的研究者已研制成 1项微波预处理系统 ,使阔叶树材的干燥时间由大约 2个月降至 1 0d。该系统能明显地降低能耗和货物周转量 ,同时也减少了由于长时间存贮受到虫、菌和大气的侵害而造成的损失。由该实验室与合作者共同开发的这项技术 ,有选择性地打开细胞膜 ,从而增加了流体在木材中的流通能力 ,这样就增加了干燥速率 ,降低了窑干时间 ,该处理系统也适用于各种低压浸渍材的生产。减少阔叶材干燥时间新技术     

木材微波干燥缺陷产生原因及其预防措施分析

从木材介电特性、微波穿透深度、微波设备、干燥工艺等方面分析了木材微波干燥缺陷产生的主要原因,并从优化干燥器设计,改善微波场分布均匀性,控制微波辐射功率和辐射时间,改变微波辐射方式等方面探讨了预防干燥缺陷产生的主要措施,以期为木材微波干燥技术的研究和应用提供参考。     

微波技术在木材干燥中的研究进展

微波技术以其独特的加热机理和特点为木材快速高效干燥提供了一条新途径。笔者简述了近年来国内外在木材微波干燥工艺方面取得的一些重要的研究进展,主要集中在微波功率、含水率和温度等基本干燥参数的优化及红外摄像技术等先进检测技术的应用等方面。同时指出了在木材微波干燥基础理论、干燥工艺、木材结构特性与微波加热非均匀性等方面缺乏系统性研究的问题。建议今后应加强基础理论研究并结合现代测控技术进行系统研究。     

微波加热在木材干燥中的应用

阐述了微波加热的原理和特性,分析了微波干燥的机理和优点,介绍了微波加热技术研究与应用情况,展望了微波干燥的应用前景。     

微波干燥与常规干燥中木材内含水率动态分布

以黑胡桃木材为对象,采用X射线扫描含水率分布测试方法,分析、比较了微波干燥与常规热风干燥过程中木材内部含水率动态分布规律.结果表明:在微波干燥和常规热风干燥过程中,木材内层含水率均高于表层,存在着整体性的内高外低的含水率梯度场;在接个微波干燥过程中,木材内部虽然出现了部分内层含水率低于外层的情况,存在着含水率分布的局部不均匀,但并未出现与常规热风干燥相反的含水率梯度;在微波干燥中,木材内部各层与表层含水率的差值随着干燥时间的延长逐渐降低.随着干燥过程的进行,常规热风干燥中木材芯层与表层含水率差呈现出先增加后减小的变化趋势.     

基于响应曲面优化法的木材高强微波预处理工艺

以速生人工林 I－69杨为研究对象,利用自主研制的木材高强度微波改性预处理设备,采用响应曲面优化法研究木材初始含水率、微波辐射功率和辐射时间对木材渗透性的影响规律,获得优化的杨木微波预处理条件,并揭示高强微波预处理对杨木微观构造的影响。结果表明：1)高强微波预处理能显著提高杨木横向渗透性;2)随着木材初始含水率增加,杨木渗透性呈先增加后减小的趋势,随着微波辐射功率和辐射时间的增加,杨木渗透性整体呈现增加趋势;3)通过高强微波预处理,可使杨木的24 h常压吸水增重量增加约50%,较优的木材初始含水率、微波辐射功率和辐射时间控制区间分别为25%～65%,10～20 kW,60～90 s;4)优化的杨木高强微波预处理条件为：初含水率56%、辐射功率19 kW、辐射时间89 s;5)高强微波预处理可以破坏木材纹孔膜、木射线薄壁细胞等结构,形成新的流体通道,为后期功能体材料的导入和高附加值功能型木质复合材料的制备创造条件。     

龙竹竹材的微波干燥特性研究

对龙竹竹材在微波干燥下的干燥特性进行了研究。结果表明:微波功率和竹材构造对干燥特性有显著影响;竹材径向干缩率大于弦向干缩率;纵向干燥速度大于弦向和径向;竹材水分排除主要沿纵向,其次为弦向;竹材试件尺寸大小对竹材干缩率没有影响,试件长度对干燥速度有较显著影响。     

蒸汽爆破预处理对柞木地板坯料干燥速率的影响

对柞木地板坯料进行了压力为0.25、0.4和0.55 MPa的蒸汽爆破预处理,并与未处理的对照材进行对比.结果认为:前者干燥速度分别提高了13.6%、27.3%和36.4%.蒸汽爆破预处理的压力越大,干燥速度提高的越多;在设定的试验压力范围内,柞木试材的力学强度未受影响.     

马尾松微波间歇干燥对干燥效率与速率的影响

分析马尾松木材微波干燥速率随时间的变化规律,比较微波连续辐射和间歇辐射对木材干燥速率和微波能利用效率的影响.结果表明:木材微波干燥过程可以分成加速段、恒速段和减速段3个阶段;在微波干燥过程中,木材含水率在纤维饱和点以上时,其平均干燥速率和水分蒸发效率比在纤维饱和点以下时的高;采用适当间歇辐射对木材输入微波能,微波能利用率较高.     

几种木材干燥方法机理及其对木材浸注性的影响*

木材干燥是木材工业应用中必不可少的一环 ,木材的浸注性或渗透性又是关系到木材改性成功与否的重要前提。因此 ,开展不同干燥方法对木材浸注性或渗透性影响的研究 ,将对开展低质人工林木材功能性改良、提高其质量和利用价值的新技术与新方法的研究 ,具有重要理论指导作用。文中就高温干燥、高频 /真空干燥、微波干燥、冷冻干燥和大气干燥等干燥方法的机理及其对木材浸注性或渗透性影响的研究工作进行了全面综述     

阔叶树材薄板干燥工艺的研究

采用高温干燥与常规干燥相结合的工艺干燥柞木和Ｋａｏ树薄板，经试验和实践证明不但缩短干燥周期，而且提高了干燥质量。     

生物质聚氨酯制备中微波预处理对液化的影响研究

为提高液化效率,以水为介质,将麦秆纤维在不同的微波条件下进行预处理,研究微波处理对液化效率的影响,利用FT-IR、SEM、XRD等仪器分析方法对微波处理前后的麦秆化学结构、纤维形貌和聚集态结构等进行对比分析,研究了微波加速液化反应的机理。结果表明:其他条件相同时,微波预处理3 min可将液化反应时间由未处理时的60 min降低至处理后的40 min,效果明显;研究发现微波预处理不会改变液化反应的历程,但适当的微波作用使麦秆纤维的结晶度由未处理前的46.35%下降到30.7%,麦秆纤维表面变得疏松,可及度变大,因此反应活性增强。