超声波—真空协同干燥自由水迁移速率1)
2012-06-28何正斌伊松林
东北林业大学学报 2012年12期
杨 飞 何正斌 赵 阳 伊松林
(北京林业大学,北京,100083)
木材真空干燥是一种在干燥环境压力低于常压条件下进行干燥的方法,它可以使木材中的水分在低温下产生沸腾[1],以干燥速度快(特别是对于较厚的板材)、适用材种多等一系列突出优点,受到了木材干燥界广泛的重视[2]。然而真空状态不仅加快了木材内部水分的移动,同时可能更加快了表面水分的蒸发。因此在干燥过程中,如果含水率较高,且真空度或绝对压力控制不当,木材中的含水率梯度将显著增大,进而导致木材内应力增加,更容易产生干燥缺陷[3]。此外,由于干燥在较低的绝对压力下进行,干燥介质稀少,热量传递困难,从而降低了传热效率[4]。因此,需要研究一种新的处理方法,在保持真空干燥优点的前提下克服缺点。
超声波处理作为一种新兴的技术,由于处理过程中产生的海绵效应、空穴效应等作用,使得超声波对多孔性物质的脱水具有良好的效果[5]。与此同时,由于超声波干燥过程中水分不需要通过汽化就能排除物料,所以超声波可以在低温下对物料进行干燥[6]。近年来,超声波技术越来越多地受到国内外众多学者的关注,但是超声波干燥主要用于食品干燥和干燥过程中含水率的在线检测[7]。结果表明,超声波干燥物料过程中,可以有效地提高材料内部的传热传质过程[8],而有关用超声波作为处理手段直接干燥木材的报道却不多见。已有的研究表明,超声波处理对自由水的干燥有很好的作用,而对结合水影响不大,而真空干燥更有利于结合水的干燥,所以超声波—真空协同干燥技术不仅能弥补真空干燥的不足,还能结合超声波处理和真空干燥的优点。……
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