1.7Увеличения проходимости бревен и пиломатериалов, щепы для химической варки.

Увеличение проходимости в древесине посредствам СВЧ модификации открывает новые возможности для варки: обеспечение быстрого химического проникновения в древесину и делигнификацию. Бревна, пиломатериал и щепа могут обрабатываться СВЧ конвейерным способом, перед переработкой в древесную массу. Данная технология повышает экономическую и экологическую эффективность на стадии переработки в древесную массу.

Предварительная СВЧ обработка древесины для варки требует высокого уровня модификации и не ограничена требованиями размера трещин, которые важны для других направлений практического применения технологии. Предварительная СВЧ обработка обеспечивает мгновенное проникновение варочного щелока в щепу и на прямую контактирует с лигнином. Заводские испытания по производству бумаги проводились с сердцевиной сосны лучистой (90х90х3000 мм ВД 30%-35%) подавалось СВЧ излучение частотой 0,922 ГГц в конвейерной излучательной установке, продемонстрировали ряд преимуществ. Выход отсортированной целлюлозы был увеличен на 7 процентов, сокращение режима химического провара от 22% до 31 процента, улучшения качества бумаги и уменьшение времени обработки. Затраты энергии СВЧ, требуемые для достижения высокого уровня модификации ядровой древесины, приблизительно 340 MДж/м³.

Исследования Scott и др. (2002) в обработке черной ели, (Picea mariana) бревен, производства из нее щепы и бумаги, выявили ряд преимуществ. Для механического размола в древесную массу: экономия энергии больше чем на 15 процентов и увеличения показателей: от 35% показатель разрыва, 20% коэффициент сопротивления бумаги на разрыв и 13% предел прочности при растяжении, при отливки листа бумаги вручную. Однако, это привело к снижению оптической яркости на 10 %. Экономическая оценка авторами показала, что предварительная СВЧ обработка на заводе с производительностью 800 тонн/день, приведет к снижению расходов за год от US$ 10 млн. до US$ 15 млн.

Всесторонне исследования по СВЧ модификации древесины для варки проводились в Национальной лаборатории Оук-Ридж (Compere 2006). Эти исследования выявили значительные преимущества использования СВЧ модифицирования древесины для варки на заводах: целлюлозных по производству крафт-бумаги и антрахиновой наторной целлюлозы, а так же по производству химикотермомеханической древесной массы и сульфита-целлюлозы. Эти значительные преимущества включают: повышение доходности и количества вырабатываемой продукции до 40 процентов; уменьшение использования химреагентов до 40 процентов; снижение потерь древесины за счет использования нестандартной крупной щепы; снижение энергозатрат за счет использования натурального газа на 40 процентов (Министерство энергетики США 2006, 2007).

Технические аспекты, связанные с СВЧ обработкой древесины для варки, основывались на сорте древесины – твердая древесина и мягкая, выявлены и проводились испытания СВЧ высокой мощности уровень которой достигал 300 КВт (Торговников и Винден 2005, 2006). СВЧ обработка древесины для варки требует энергозатрат (при частотах 2.45 или 0.922 ГГц) в пределах от 340 до 1080 MДж/м³ в зависимости от плотности древесины и внутренний влажности.

СВЧ модификация древесины позволяет использовать более широкий диапазон размеров щепы для варки. Использование СВЧ обработки древесины может радикально изменить технологию варки и принести значительную экономическую выгоду к промышленности. Она так же может улучшить экологические показатели. Рыночный потенциал для этой технологии был оценен американским Министерством энергетики (2007) как способной быть включенной на 75 процентов заводов химической варки.