木材干燥是为了保证木材与木制品的质量和延长使用寿命,必须采取适当的措施使木材中的水分(含水率)降低到一定的程度。
木材干燥是保障和改善木材品质,减少木材损失、提高木材含水率的重要环节。目前,人工干燥方法有常规干燥、高温干燥、除湿干燥、太阳能干燥、真空干燥、高频与微波干燥以及烟气干燥等。
2、一个窑的锯材厚度偏差不应过大;当厚度偏差明显时,应使用同一层木板厚度一致,以保证每一块板都能被隔条压住;
(2)隔条应与材堆长度方向相垂直,各层隔条在高度方向上保持在一条垂直线上,并落在材堆或托盘的支撑横梁上,要保证材堆内的正常通风与气流通道畅通;
(3)隔条侧面离材堆端部的距离应在一个隔条宽度内(30mm内),隔条长度和材堆的宽度一致,隔条的宽度要求均匀;
材堆之间前后间距保持在10cm左右,以保证即使板材之间未对齐,也不会形成阻塞,影响气流循环;在材堆深度方向,材堆侧面与后墙,材堆与大门间要留有足够空间(气道);在高度方向上,材堆顶部或所压重物距顶棚距离控制在10—20cm左右;
7、材堆形状为正六面体,材堆两侧应整齐垂直,当锯材长度不同时,长的最好堆在材堆的下部和两侧,短材应堆在材堆的中间和上部,以保证材堆的稳定性;
8、迎风面必须装满材堆,不能出现空档;若材堆尺寸不能与窑体匹配或干燥木材偏少时,可以交叉堆放材堆(合理搭配),以防止气流短路,影响干燥质量。
10、在材堆上面的隔条的位置上放置重物(水泥块)压住,为防止材堆上部几层木材发生翘曲。
一般来说,木材含水率是指木材的绝对含水率。木材含水率的测量是由位于窑内不同的位置的几组探针来完成。探针位置应选择无明显可见缺陷,较湿的有代表性的板材上,木材含水率是由插入的板材的控针测出。同时选择一些非在线移动检测板,把样板放在窑内适当位置以便测试及观察干燥情况。
另外,木材含水率还可以用称重法测量,其先制作含水率检验板,含水率检验板应选择材质好、纹理直、无节疤、无裂纹及明显可见的缺陷,较湿的有代表性的板材。
木材进行干燥时,主要根据树种、厚度、含水率和径级等确定适宜的干燥基准;同时根据实践结果进行修正。
目的:提高木材温度,整体热透,温度均匀,促使木材内部水份重新分布,提高木材可塑性,防止木材开裂、变形,同时脱脂杀菌,提高尺寸稳定性。
预热时,窑内温度一般比基准同期规定的值略高或相对湿度根据木材的初含水率和应力状态而定,预热时间可根据树种、木材厚度和最初温度确定,一般从干燥窑内温度、湿度达到规定值算起,预热时间大约是:夏季为1—1.5h/cm(厚度),冬季1.5—2h/cm(厚度)。由预热处理转到干燥基准相当含水率阶段,时间不得少于2h。
(1)、若初含水率>纤维饱和点,木材不存在应力,选定相对湿度为100%饱和空气,以促使木材迅速热透。
(2)、若初含水率与纤维饱和点一样时,选定相对湿度可大于96%,允许木材表面少量吸湿以降低木材表面的含水率梯度,恢复粗性变形能力,改善木材中存在的应力状态。
(3)、若初含水率<纤维饱和点,相对湿度应与木材含水率相平衡,因为此时木材中存在残余变形,潜伏着残余应力状态。
木材预热后,关闭喷蒸,开启排气窗,使干湿球温度缓降至干燥基准第一阶段所需温湿度,基准转换应缓慢过度,否则会使木材表面水分强烈蒸发,当内层水分向表面蒸发扩散速度≠表面水分蒸发速度时,产生木材开裂等干燥缺陷。在调节和控制窑内介质状态时,适时适量开关进排气道。
在任何情况下,都决不允许打开进排气窗而进行喷蒸。对难干材或厚板在干燥过程要适时进行对木材进行喷蒸处理,削弱含水率梯度,使之存在的应力趋于缓和,免木材出现破坏应力而产生内裂。
中间处理的时机,次数与时间根据具体情况确定。中间处理的介质状态是:温度略高于干燥基准上相应的含水率阶段规定的温度或相当,相对温度和木材当时的含水率相平衡,处理时间可按每1cm厚度喷蒸1h,维持1-1.5h计算。
清除木材干燥中含水率不均匀现象,从最干检验板含水率比要求终了含水率低2%开始处理到高湿木材含水率达到要求的终含水率为止。处理时介质的温度与干燥最后阶段的温度相当,相对温度与最干木材的含水率平衡。
消除或减轻残余应力和木材厚度上的含水率偏差。处理时介质温度与干燥最后阶段的温度相当,湿度视木材种类而定,一般应比终含水率高3%(针 叶材)或4%(阔叶材)的含水率相平衡,处理时间为2-6h/cm厚度。
在干燥过程结束后应关闭加热器和喷蒸管的阀门,打开排气窗,让风机继续运转,待木材冷却至室外温度高20℃左右出窑,以防木材开裂。天顺账号注册,
木材经过干燥出窑后,必须防止在干料棚内进行陈放。以进一步平衡木材内的含水率,使木材的含水率趋于一致;同时木材保持一定时间的陈放,可以使木材内的应力得到释放,有效地降低木材内应力。
养生期存放的时间与树种、厚度、干燥基准软硬程度,有无中间处理和平衡处理以及干燥质量要求等因素有关,因此,养生期不宜作硬性规定。
养生期的时间与效果,应以实际检测坯料样板的尺寸有无显著变化的状况和经验相结合进行确定。通常密度大或脂道分泌物多的树种养生期宜长。
如果木材在干燥后期处理不好,即含水率平衡阶段的基准条件控制不好,木材还必须在干燥窑内对实木坯料进行强制含水率平衡(二次干燥处理),应按着木材干燥的要求进行堆垛,各个材堆要求方整,并做到“三平直”和“一面压”,即材堆的上面和两个侧面平直,压条对直并在材堆的上面加压。
此时窑内干球温度应控制在40-50℃左右,温度不宜过高,否则容易开裂。湿球温度应根据木材的最终含水率而定。
常规干燥是指以常压湿空气作干燥介质,以蒸汽、热水、炉气或热油作热源,间接加热空气,干燥介质温度在100℃以下。若干燥介质温度在100℃以上,则称为高温干燥。
常规蒸汽干燥在我国木材干燥中占主导地位,约占80%以上,其次是以炉气和热水为能源的常规干燥,以热油作热源的常规干燥应用较少。
我国在常规干燥设备的设计水平与技术性能方面,已接近国外先进水平,某些方面还有自己的特点。目前国内多数厂家生产的常规干燥设备质量已能满足木材生产的需求,而价格却远低于国外产品,因此在选择木材干燥设备时应首选国内产品。
常规木材干燥室内的关键设备之一是耐高温、高湿风机的电机。近10年来,以沈阳新华电机厂为首的几个电机生产厂家经过反复试制、不断改进产品,如今产品质量已能满足木材干燥生产的需求。这项技术是我国常规干燥设备中的一个突破点,它使过去的长轴型干燥室逐渐被短轴型替代,使干燥室的布置及干燥容量的变化更灵活,顶风式的大型木材干燥室逐渐增多。
南京林业大学从20世纪80年代以来,研制了用旋风燃烧炉燃烧木废料的炉气(又称热风)干燥设备,它由初期的炉气直接加热,改为炉气间接加热湿空气的常规干燥.“八五”国家科技攻关期间,该校又研制了预干与二次窑干结合的木废料能源联合干燥设备,并配有自动控制系统。
由于炉气(热风)干燥以木废料为热源,它既能处理木材加工厂内的锯末、刨花、下角料等垃圾,又能降低干燥成本,故此种干燥设备在我国南方非采暖地区的中小型工厂,占有相当的比例。但随着环保要求的提高,炉气干燥在大城市的推广受到一些限制。
近年来南京大学又致力于以热水为热源的常规干燥技术的研究。由于热水锅炉的价格比蒸汽锅炉低很多,故在一些不需高温干燥、且干燥量不大的工厂中的应用有上升趋势。
为满足小型木材加工厂规模小、分布散的需要,北京林业大学研制了小型移动式热风干燥设备。它与常规炉气干燥的区别在于结构简单、灵活、可整体运输。设备到货后几天内即可投入生产。
这种小型干燥设备已在南方和北方一些工厂应用,效果较好。目前,我国生产的常规干燥设备与国外先进设备相比,其主要差距在于:
除湿干燥和蒸汽干燥的干燥介质相同,都是湿空气,两者不同的是干燥室降湿方式不同。蒸汽干燥时室内空气采取开式循环,即定期从干燥室的排气道排出一部分湿度大的热空气,同时经吸收道吸入等量的冷空气,冷空气经加热器加热变为热空气,再进入材堆干燥木材。
蒸汽干燥的这种进、排气换气热损失较大,以北京地区为例,这种损失约占蒸汽供热量的40%左右。而除湿干燥时,湿空气在除湿机与干燥室间进行闭式循环,以制冷脱水的方法使干燥室排湿,其工作原理见参考文献。由除湿机回收干燥室排湿放出的热量,节约了能源,与蒸汽干燥相比其节能率在40%~70%,是一种节能设备。
木材干燥的速率取决于内部水分迁移的速度,研究资料表明,木材表面水分的蒸发速度要比木材内部快100~1000倍。影响木材内水分移动的诸因素中,干燥介质的压力影响最显著。
木材真空干燥是将木材置于低于大气压的密闭容器中干燥,木材内部的水分在内外压差的作用下加快了水分的迁移速度。同时由于水在真空状态下的饱和温度低,故真空干燥可实现较低温度下的快速干燥,干燥质量好。它特别适于难干的硬阔叶材。
木材线年。首先在前苏联、意大利、德国、日本、美国有工业性应用。我国在20世纪80年代中期,当时的南京林学院和东北林学院都先后与有关厂家合作研制了真空干燥机。
在此期间国内个别企业引进了德国和意大利的线年代中期,南京林业大学又研制了兼有热能回收装置的高效节能真空干燥机。
木材真空干燥的介质一般有湿空气和过热蒸汽两种情况,由于过热蒸汽的比热和传热系数比湿空气的大,其传热效率高,而且过热蒸汽中的水分的传递阻力可忽略不计,故干燥速度快。同时木材在过热蒸汽中干燥时由于表面湿润,它不仅可减少干燥应力还有利于内部水分传送到表面。由此看来,真空过热蒸汽干燥比用湿空气作干燥介质更具优越性,它不仅比常规热风干燥快3~7倍,而且干燥质量很好。
近10几年来,在丹麦、德国、法国、加拿大等国,已有工业应用,效果良好。我国在这方面尚处于研究阶段,北京林业大学对木材真空过热蒸汽干燥特性,真空且浮压下的传热传质特性进行了初步的探讨,并发表了相关的研究论文。
真空干燥虽具有上述优点,但由于设备初投资大,电耗高和设备装材量少等缺点,故在我国应用很少。目前只有少数几个厂家生产真空干燥机,其装材量一般不大于10m3,且尚未形成批量生产。
微波和高频干燥都是以湿木材作电介质,在微波或高频的电磁场作用下,引起木材中水分子极化,同时由于电磁场的频繁交变,使水分子高速频繁的摆动,摩擦生热,从而加热干燥木材。这两种干燥方法均属于体积加热,温度梯度小、干燥速度快、应力小。
微波和高频的区别是前者的频率高、波长短,故加热效率高,但对木材的穿透深度小。高频的频率比微波低,但波长较长对木材的穿透深度比微波深,更适于干燥大断面木材。
联合干燥符合国际干燥技术的创新发展趋势。因为每一种干燥方法都有各自的优点和适用范围,联合干燥正是取其优点而避其缺点。现以除湿干燥与常规蒸汽联合干燥为例,首先用蒸汽热能对木材预热,避免了采用除湿干燥时用电加热预热而带来的升温慢、电耗高的缺点。
进入干燥初期至中期阶段,干燥室的排湿量大,此期间采用除湿干燥回收干燥室排气的余热,可以明显地降低干燥的能耗,与蒸汽干燥相比,其节能率在40%以上。
必须指出,联合干燥并非两种干燥方法的简单组合,而是针对不同干燥对象的优化组合。另外联合干燥的初投资大,宜于在具有一定规模的专营木材干燥的企业推广使用。这种专营木材干燥的企业也是今后发展的方向。据资料报道,美国仅西佛利亚州专营木材干燥的公司已达21%。首页-宗盛娱乐「首页」。