Изобретение относится к области технологии сушения пиломатериала. Традиционная технология сушки основывается на извлечении влаги за счет нагретого воздуха. О применении микроволновой энергии для обработки древесины и древесных материалов пишется в работах [1, 2]
Прототип изобретения является способ, описанный в [3] Согласно способу сушки, описанному в этой литературе, микроволновый нагрев осуществляется в импульсном режиме и может сочетаться с принудительным обдувом горячим воздухом. Импульсный режим используется для обеспечения выравнивания температурных полей, возникающих в связи с быстрым процессом микроволнового нагрева. Причем период микроволнового нагрева составляет при этом от 1/4 до 3/4 общего периода сушки. При таком способе сушки уменьшается средняя подводимая мощность, что исключает перегрев древесины. Следует отметить, что меньшая часть микроволновой энергии используется эффективно и идет на нагрев и перенос влаги к поверхности (примерно 10 20%), большая же часть энергии используется менее эффективно идет на испарение.The invention relates to the field of lumber drying technology. Traditional drying technology is based on the extraction of moisture through heated air. The use of microwave energy for processing wood and wood materials is described in [1, 2]
The prototype of the invention is the method described in [3] According to the drying method described in this literature, microwave heating is carried out in a pulsed mode and can be combined with forced blowing with hot air. The pulse mode is used to ensure equalization of temperature fields arising in connection with the fast process of microwave heating. Moreover, the microwave heating period is from 1/4 to 3/4 of the total drying period. With this drying method, the average input power is reduced, which eliminates overheating of the wood. It should be noted that a smaller part of the microwave energy is used efficiently and goes to heat and transfer moisture to the surface (about 10 20%), while the majority of the energy used is less efficiently used for evaporation.
Недостатком способа является неполное использование источника непрерывной микроволновой энергии и неэффективное использование микроволновой энергии (испарение влаги). И, как следствие, невозможность выделить в единице объема древесины большую мощность. The disadvantage of this method is the incomplete use of a source of continuous microwave energy and the inefficient use of microwave energy (evaporation of moisture). And, as a result, the inability to allocate more power in a unit volume of wood.
Технической задачей изобретения является осуществление качественной и экономичной сушки пиломатериала с принудительной последовательной подачей теплого воздуха и микроволновой энергии. An object of the invention is the implementation of high-quality and economical drying of lumber with forced sequential supply of warm air and microwave energy.
Поставленная цель достигается тем, что воздействия микроволновой энергией и теплым воздухом циклически чередуются, причем доза воздействия микроволновой энергией зависит от текущей влажности пиломатериала и предельно допустимой величины энергии, выделяемой в пиломатериале, не приводящей к снижению качества, а доза энергетического воздействия теплым воздухом в несколько раз больше. This goal is achieved by the fact that the effects of microwave energy and warm air are cyclically alternated, and the dose of exposure to microwave energy depends on the current moisture content of the lumber and the maximum allowable amount of energy released in the lumber, which does not lead to a decrease in quality, and the dose of energy exposure to warm air is several times more.
Сущность изобретения состоит в том, что в течение первой части цикла теплый воздух удаляет с поверхности пиломатериала влагу, создавая градиент влажности по его поперечному сечению. На втором этапе к пиломатериалу подводится микроволновая энергия, которая безынерционно на всю толщину прогревает древесину, при этом энергия выделяется больше там, где больше влаги. Микроволновая энергия вызывает интенсивный перенос влаги к поверхности. При этом, если древесина достаточно влажная, то влага может выдавливаться из нее в жидкой фазе. В зависимости от требований технологии сушки можно формировать в древесине различные поля влажности, что позволяет высушивать, например, круглый сортамент. На последующем этапе пиломатериал интенсивно обдувается, чтобы испарить воду и создать поле влажности, при котором поверхность будет подсушена. Таким образом происходит подготовка к следующему циклу интенсивного воздействия микроволновой энергией. Время обдува должно быть не менее нескольких минут. Для достижения качественной сушки пиломатериала требуется выполнить несколько таких циклов. Причем в каждом последующем цикле должна уменьшаться доза подводимой микроволновой энергии. The essence of the invention lies in the fact that during the first part of the cycle, warm air removes moisture from the surface of the lumber, creating a moisture gradient along its cross section. At the second stage, microwave energy is supplied to the lumber, which inertialessly heats the whole thickness of the wood, while the energy is released more where there is more moisture. Microwave energy causes intense moisture transfer to the surface. Moreover, if the wood is sufficiently moist, then moisture can be squeezed out of it in the liquid phase. Depending on the requirements of the drying technology, various moisture fields can be formed in the wood, which allows drying, for example, a round assortment. At the next stage, the lumber is intensively blown to evaporate water and create a moisture field in which the surface will be dried. Thus, preparation for the next cycle of intense exposure to microwave energy occurs. The blowing time should be at least several minutes. To achieve high-quality drying of lumber, several such cycles are required. Moreover, in each subsequent cycle, the dose of supplied microwave energy should decrease.
Эксперименты показали, что при измерении влажности (существующими методами измеряется поверхностная влажность) сразу после окончания циклического режима обработки древесины снижения влажности может не наблюдаться, древесине надо вылежаться. Кроме того, интенсивная накачка энергии внутрь древесины во время циклической обработки приводит к тому, что удаление влаги идет еще несколько часов после окончания процесса сушки. The experiments showed that when measuring humidity (surface humidity is measured by existing methods) immediately after the end of the cyclic regime of wood processing, a decrease in humidity may not be observed, the wood needs to be aged. In addition, the intensive pumping of energy into the wood during cyclic treatment leads to the fact that the removal of moisture is still several hours after the end of the drying process.