木材干燥概述
有许多方法可以干燥木材。根据木材中水分的排出方式,分为热力干燥、机械干燥和化学干燥三种。实际的木材生产过程使用热干燥。热力干燥按干燥条件是否人为控制可分为常压干燥(简称风干,也称自然干燥)和人工干燥。人工干燥可分为窑干(包括低温、常规和高温窑干)、除湿干燥、日光干燥、真空干燥、高频微波干燥、红外线辐射干燥和接触(热压)干燥。这些干燥方法概述如下。
(1)大气干燥,简称风干,是指将木材堆放在空地上或棚内,以大气为热湿传递介质,利用太阳辐射的热量除去木材的水分,达到干燥的目的。风干分为普通风干和强制风干。强制风干时间比普通风干可缩短约1/2~2/3,且木材不会发霉变色,干燥质量较好,但干燥成本会增加约1/ 3. 常压干燥的优点是:简单易行,节约能源,相对经济,能满足风干物料的要求。如果与窑干等其他干燥方式相结合,还可以缩短干燥时间,保证干燥质量,降低干燥成本。缺点是受自然条件限制,干燥时间长,最终含水率高,场地大,木材在风干时易滋生细菌和昆虫。目前,单纯常压干燥用的越来越少,但作为与其他干燥方法相结合的预干燥方法,在我国南方还是经济可行的。
(2)窑干是指在干燥窑内通过人工控制干燥介质参数来干燥木材的方法。根据干燥介质的温度,可分为低温窑干、常规窑干和高温窑干。应根据被烘干木材的树种、粗细、用途等条件,正确选择合适的窑干方式。窑干的优点是干燥质量好,干燥周期短,干燥条件调整灵活,易于实现装卸运输机械化,干燥介质参数自动调节,木材可干燥至任意最终含水率。缺点是设备和工艺比气流干燥复杂,投资较大,干燥成本较高。
(3)除湿(热泵)干燥与窑干的区别在于,部分湿热空气流经除湿机,先冷却使部分水蒸气凝结成水排出,同时回收水分水蒸气的汽化潜热;受热后流入堆内,烘干木材。除湿干燥的优点是能耗明显低于常规窑干,特别是在干燥过程的前期;基本没有环境污染,烘干质量更好。缺点是烘干温度低,烘干周期长;由于使用电能,干燥成本高;一般没有蒸汽发生器,
(4)真空干燥是指在负压条件下,将木材在密闭容器中进行干燥。按操作方式可分为间歇式真空干燥和连续式真空干燥。前者按常压加热和负压干燥两个阶段交替进行,用蒸汽或热水加热,少数采用烟气或电加热。后者是连续加热和抽真空同时进行,采用电热板(以热水为加热介质)、电热毯或高频介质加热。真空干燥的优点是可以在较低的温度下加快干燥速度,保证干燥质量。特别适用于透水性好的硬阔叶树板材或方格的干燥。
(5)太阳能干燥 太阳能干燥是利用集热器吸收太阳的辐射能加热空气,然后通过空气对流传热对木材进行干燥。太阳能干燥窑可分为温室式和外置集热器式。干燥速度为太阳能干燥窑一般比风干块和窑干慢,因气候、树种、结构和集热器比面积等而异。太阳能干燥的突出优点是节能,可以利用取之不尽、用之不竭的太阳能,而且有无环境污染;运行成本低,干燥降解小于自然干燥,最终含水率低于自然干燥,干燥质量更好。缺点是受气候影响大,冬季高纬度地区干燥效果差;设备和设备与窑干相似,但干燥物料的产量远低于窑干。
(6)高频微波干燥是以湿木材为电介质,置于高频或微波电磁场中。在交变电磁场的作用下,木材分子发生极化,摩擦生热,木材被干燥。用于木材干燥的高频频率为几至几十MHZ,微波频率为915和2450MHZ。微波的频率远高于高频电磁波,对木材的加热干燥速度要快得多;但木材的穿透深度不如高频电磁波。高频干燥的应用趋向于组合干燥,如高频对流组合干燥、高频-真空组合干燥等。高频微波干燥的优点是木材内外同时受热均匀,干燥速度快,干燥质量好,能保持木材的本色。缺点是它以电能为热源,干燥成本高,设备投资和维护费用较大。
(7)热压(压板)干燥将木材置于热压板之间,施加一定压力,通过接触加热使木材干燥。其特点是传热快,干燥速度快,干燥后的木材光洁光滑。但较难干燥的硬阔叶树种,干燥时易出现开裂、缩松等缺陷。这种方法适用于速生人工林木材的干燥,可有效防止木材翘曲,增加木材的密度和强度。
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