木材高频真空干燥技术浅议

木材高频真空干燥技术于20世纪70年代在欧洲兴起，目前在世界许多发达国家已经成为成熟的技术。我国从上世纪80年代开始研究和推广应用，一度取得了可喜的进展。林业高等院校和科研设计单位的专家教授们进行过很多的研究和探索，发表了许多有价值的论文，这对进一步开发完善木材高频真空干燥技术起了很好的引导作用。2006年，笔者所在单位石家庄开发区纪元电气有限公司在南京林业大学庄寿增教授的指导、帮助下，研制出了木材篼频真空干燥设备，经过两年多的反复试验和改进，取得了较好的烘干效果，并申请了多项国家专利。生产的设备被国内外若干家具企业订购使用，运行状态良好。
高频加热与微波加热原理是相同的，都是交变电场作用于介质中的极性分子产生热量，高频的负载是放在两个或多个极板中，利用相邻两个异性极板之间的高频率变化电场对中间的木材加热。高频的特点是电场穿透厚度能力很强，甚至可以穿透lm介质的距离。为了使木材接受的电场更均匀，采用了多层加热方式。在高频电场作用下，木材中的水分子急剧振动发热，使木材整体迅速升温。由于木材表面的散热，木材心部温度较高，形成了由内向外的温度差和压力差，促使内部的水分较快向表面迁移。这是高频加热快速脱水的根本原因。关于木材高频真空干燥的机理，我国林业高等院校和科研机构的专家教授进行过研究，东北林业大学的蔡英春教授出版过一本专著，对木材高频真空干燥的机理进行了较详细的探索。
常压下水的沸点是100C，真空下沸点可以降到40C多度，篼频加热的快速和均匀与真空下沸点的降低相结合，是难干木材和厚重木材干燥的方式。这种干燥曾被有关专家称之为“有效的快速干燥方法”。
在木材干燥中，温度的监测和控制是关键性的，在大功率高频强电磁场干扰中在线监测和控制木材温度难度很大。光纤温度传感器不易受干扰，但是造价高，探头容易坏。我们选用PT?100钼电阻温度传感器，采取了有效的屏蔽和滤波措施，解决了这个难题。使高频加热的整个干燥过程都受到温度的控制，确保了木材干燥过程的安全和木材干燥质量。
两年多来，我们用木材高频真空干燥设备干燥了不同的树种，包括针叶材、阔叶材，如松木、红雪松、香樟木、榆木、柞木、枫木、榉木、橡木、柚木等。厚度由1080腿，都得到了较好的效果。29年4月，在福建莆田市力天红木艺雕有限公司成功地干燥了长3m、厚度达70mm的“鸡翅木”和厚度达20mm的“红酸枝木”；在张家港成功地干燥了长3m、厚度达30~45咖的“巴黎桑”和“皮灰”。几个月来这些设备一直在连续使用。
间，连续干燥时间约100小时，水份降到了12以下。如果按每罐装进2. 5立方米木材，干燥周期按5天计算，每月可以烘干木材15立方米红木。
我们还烘干过3立方米7580mm的白枫木方材，初始含水率为30~40，干燥到含水率为12以下，用了80小时。出罐后的颜色和原来一样，没有内裂、表裂和端裂，进罐之前存在的端裂纹，浸腊后被封住，干燥后仍然没有改变。但是由于当时摆放木方有些不当，有一部分木材没压实，出罐后出现了扭曲，被压好的木材则没有这种现象。
据介绍，国外用高频真空设备直接干燥原木，取得较好的效果。
高频真空干燥的特点是显而易见的，主要有以下几个方面：、干燥速度快，比常规干燥快数倍至十几倍。
第二、干燥质量好，干燥缺陷少。用高频加热的木材，温度比较均，应力小如果控制好干燥工艺，可以做到无内裂、表裂、端裂，使木材烘干没有损失。
第三、更适合方材、难干材、厚重材及红木的干燥，用其它方法很难烘干或无法干燥的木材，可以用高频真空干燥的方法解决。
第四、节能环保，没有“三废”污染，改善劳动环境，减轻劳动强度。高频发生器和干燥罐都采取了良好的屏蔽措施，电磁辐射低于国家要求的标准。
第五、它的烘干工艺简单，不像其它干燥还需调湿、平衡等较复杂的工艺，它只有升温、干燥和终止阶段，工艺简便容易掌握，有中专水平的工人就可以操作。而且可以实现单台自动化和多台联控自动化。
第六、高频干燥后可以杀灭虫卵。对于原烘干未达到要求的需再干燥的木材，更是快速方便。如含水在15左右，几个小时便可烘干到12以下。
高频真空干燥由于是用电能转换为高频能来烘干木材，尽管高频的转换效率较高，加热快，但是初始含水率较高的木材，由于纤维饱和点以上的水份较易干燥，好先用其它干燥方法（如风干）将含水率降低到30左右，再用高频真空干燥，这样耗能少又能发挥设备的优势。否则过高的含水率用电能转换，会造成电能的浪费。烘干一般的木材大约每千瓦小时去掉0. 5千克水，厚重木材和红木耗电还要多些。虽然如此，但从总体效益来看还是合算的。
木材高频真空千燥设备目前在我国还是个新生事物，使用的厂家还不多，但它肯定是常规干燥一个很好的补充。由于它具备的许多优点，需要我们一方面努力地研究实验和不断改进完善，另一方面努力推广这项新技术。目前，我们已经从粗放型加工进入了精细加工的时代，节能环保是永恒的主题，木材资源的合理使用，尤其是珍贵树种木材的无缺陷干燥，使其得到大有效的利用，是我们努力追求的目标，同时也会给企业带来可观的利润。
高频干燥设备还有待于我们进行更深入的研究和改进。尤其是掌握不同树种的烘干工艺，使设备更加节能，还需要努力探索与实践。希望得到更多专家和业内人士的关注和指导，使高频真空干燥技术尽快赶上发达国家的水平，让这一新技术为木业企业创造更多的效益，为国家节能减排环保作出贡献。