木材干燥方法
                  日期:[2016-11-26 14:56:30]   共閱[967]次

                        木材中含有一定數量的水分。木材中水分的多少隨著樹種、樹齡和砍伐季節而異。為了保證木材與木制品的質量和延長使用壽命,必須采取適當的措 施使木材中的水分(含水率)降低到一定的程度。要降低木材的含水率,須提高木材的溫度,使木材中的水分蒸發和向外移動,在一定流動速度的空氣中  ,使水分迅速地離開木材,達到干燥的目的。為了保證被干燥木材的質量,還必須控制干燥介質(如目前通常采用的濕空氣)的濕度,以獲得快速高質量 地干燥木材的效果,這個過程叫做木材干燥。由于上述方法是利用對流傳熱方式,從木材的外部干燥的方法,所以,又稱為對流干燥。概括地說木材干燥 就是水分以蒸發或汽化的方式由木材中排出的過程。
                  木材干燥方法分為天然干燥和人工干燥兩大類。
                  天然干燥
                        天然干燥又稱自然干燥或大氣干燥,簡稱氣干,是最古老而又簡單的干燥方法。氣干是將木材堆放在空曠的場地或棚舍內,通過自然通風(普通氣干) 或強制通風(強制氣干),木材吸收大氣中的熱量,蒸發木材中的水分,達到干燥的目的,氣干的主要優點是投資少、成本低、簡單、方便。缺點是占用 場地大、終含水率偏高、干燥時間長。目前已很少有單純的氣干,一般將它作為預干,或與其他干燥方法聯合。
                  常用人工干燥方法
                       目前常用的人工干燥方法有常規干燥、高溫干燥、除濕干燥、太陽能干燥、真空干燥、微波與高頻干燥以及煙氣干燥等。所有的人工干燥方法中,常 規干燥由于具有歷史悠久、技術成熟、保障干燥質量、易實現大型工業化干燥等優點。在國內外的木材干燥工業中均占主要地位,在我國占80%以上。除 濕干燥由于能回收干燥排氣的余熱,是一項節能干燥技術,在加拿大、日本、意大利及英國、美國、法國等國的木材干燥設備中已占有相對大的比例,日 本2000年的統計約占26%,在我國約占1/10。其他干燥方法如真空、微波與高頻、太陽能干燥等所占的比例都很小。
                  常規與高溫干燥
                        常規干燥是指以常壓濕空氣作為干燥介質,以蒸汽、熱水、爐氣或熱油作熱媒,間接加熱空氣,空氣以對流方式加熱木材,干燥介質溫度在100以下的 干燥方法。常規干燥中又以蒸汽為熱媒的干燥室居多數,一般簡稱蒸汽干燥。以爐氣為能量的常規干燥,在我國南方非采暖地區的中小型木材廠中占有相 當的比例,由于能處理廠內的木廢料,又能降低干燥成本,故受到一些干燥量不太大的工廠的歡迎。土法建造的簡易干燥室,在我國及一些不發達國家中 ,環境要求不高的地區仍較盛行。熱水為熱源的常規干燥,由于熱水鍋爐的價格比蒸汽鍋爐低很多,故在一些不需要高溫干燥,且干燥量不大的工廠有上 升的趨勢。熱油為熱源的常規干燥,目前在國內外的應用都占少數。
                        我國的常規干燥設備中國產設備占80%左右,其中爐氣干燥幾乎全部為國產設備。國內具有一定規模的常規干燥設備生產廠家有20多家,在設備的設計 水平、技術性能上已接近國外產品,某些方面還具有自己的特色,符合國情需要,國內干燥設備的質量完全能滿足木材干燥生產的要求。且由于國內外產 品差價大,因此國內生產廠家和企業在選擇干燥設備時,應立足于國內,首選國內產品。
                        我國在常規干燥設備的設計方面與國際水平相當。木材干燥工藝研究方面比國外更全面,可以認為某些方面處于先進水平。我國生產的常規干燥設備 與國外先進的干燥設備相比,主要的差距在于一下幾點。①檢測與控制系統的精度差,可靠性差。主要是平衡含水率(或相對濕度)與木材含水率的測試 誤差較大。②蒸汽閥、疏水器等零配件質量差,合格率低,使蒸汽泄漏嚴重,能耗大。③干燥室熱力計算粗放,通常按經驗配換熱面積。④不少干燥室密 封性和保溫性能差,散熱損失大。
                        高溫干燥與常規干燥的區別是高溫干燥介質溫度在100℃以上,一般在120~140℃。其干燥介質可以是濕空氣,也可能是過熱蒸汽。高溫干燥的優點是 干燥速度快、尺寸穩定性好、周期短,但高溫干燥易產生干燥缺陷,材色變深、表面硬化、不易加工。高溫干燥一般用于干燥針葉樹材,目前在新西蘭、 加拿大、澳大利亞、美國、日本等國較盛行,如用于干燥輻射松、柳、杉等建筑用材。西歐國家如德國、意大利則習慣用較低的干燥溫度(一般≤80℃) 干燥硬闊葉樹材,干燥質量好。
                  除濕與太陽能干燥
                        除濕干燥和常規干燥一樣,也是以常壓濕空氣作干燥介質,空氣對流加熱木材。但常規干燥是以進、排氣的方式降低干燥室的空氣濕度,導致換氣熱損 失大。除濕干燥時濕空氣在除濕機與干燥室間進行閉式循環,它依靠空調制冷和供熱的原理,使空氣冷凝脫水后被加熱為熱空氣,再送回干燥室繼續干燥 木材。濕空氣脫濕時放出的熱量依靠制冷工質回收,又用于加熱脫濕后的空氣,與常規干燥相比,其節能率在40%以上。
                        除濕干燥雖然具有節能、干燥質量好、不污染環境等優點,但除濕干燥通常溫度低、干燥周期長,依靠電加熱,電耗高,因而影響了它的推廣應用。 在日本、加拿大等國,一般用除濕干燥作為預干。
                        太陽能干燥是利用太陽輻射的熱能加熱空氣,利用熱空氣在集熱器與材堆間循環來干燥木材。太陽能雖然是清潔的廉價能源,但它是受氣候影響大的 間歇能源,干燥周期長,單位材積的投資較大,故太陽能的推廣受限。為縮短干燥周期,太陽能干燥通常與其他能源如蒸汽、爐氣及熱泵等聯合使用。
                  真空干燥
                       真空干燥是木材在低于大氣壓的條件下實施干燥,其干燥介質可以是濕空氣或過熱蒸汽,但多數是過熱蒸汽。真空干燥時,木材內外的水蒸氣壓差增大 ,加快了木材內水分遷移速度,故其干燥速度明顯高于常規干燥,通常比常規干燥快3~7倍。同時由于真空狀態下水的沸點低它可在不高的干燥溫度(如 70℃左右)下達到較高的干燥速率,干燥周期短、干燥質量好,特別適用于干燥厚的硬闊葉樹材。
                       近十幾年的真空過熱蒸汽干燥在丹麥、德國、法國、加拿大、日本等國已有工業應用,效果良好。但真空干燥系統復雜、投資大、電耗高,同時真空干 燥容量一般比較小,否則難于維持真空度。目前我國真空干燥的應用還很少。
                  微波與高頻干燥
                        高頻和微波干燥都是以濕木材作電介質,在交變電磁場的作用下使木材中的水分子高速頻繁地轉動,水分子之間發生摩擦而生熱,使木材從內到外同時 加熱干燥。這兩種干燥方法的特點是干燥速度快,木材內溫度場均勻,殘余應力小,干燥質量較好。微波與高頻干燥的區別是前者的頻率低、波長較長, 對木材的穿透深度較深,適于干大斷面的厚木材。微波干燥的頻率比高頻更高(又稱超高頻)但波長較短,其干燥頻率比高頻快,但木材的穿透深度不及 高頻干燥。微波、高頻干燥的優點是干燥速度很快,通常比常規干燥快幾十倍甚至上百倍,其次是木材內溫度均勻、干燥應力小、質量好。但這兩種干燥 方法的缺點是投資大、電耗高,同時若功率選擇不當,功率過大或干燥工藝控制不當,易產生內裂和炭化。
                  由于微波、高頻干燥在解決大斷面髓心方材的干燥時有突出的優點,而且微波與高頻干燥設備已較完善,干燥工藝已逐漸成熟,它的工藝應用與真空干燥 比例差不多,而且通常是真空-微波、真空-高頻聯合干燥。

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