[發(fā)明專利]一種木材高溫高濕快速干燥工藝方法

有效

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• 申請日: 2011-09-24
• 公開（公告）號: CN103017485B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛克宇;潘成鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 潘成鋒
• 主分類號: F26B9/06
• 分類號: F26B9/06;F26B3/04;F26B1/00;F26B21/08;F26B21/10
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及木材干燥工藝技術(shù)，具體是涉及一種木材高溫高濕快速干燥工藝方法，屬于木材加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

木材是一種各向異性的材料，木材的邊材和心材結(jié)構(gòu)不一樣，即使同一棵樹木的不同邊材或心材的結(jié)構(gòu)也不一樣，這就決定了對“木材的研究與應(yīng)用”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。木材干燥作為木材加工利用的關(guān)鍵性工序，也顯示出了它的實(shí)踐性很強(qiáng)學(xué)科特點(diǎn)。因此，對木材干燥技術(shù)的研究與應(yīng)用，一方面要加強(qiáng)木材干燥理論知識的學(xué)習(xí)與研究，包括木材特性特別是滲透性、木材干燥產(chǎn)生的缺陷特點(diǎn)及產(chǎn)生原因、木材內(nèi)水分的移動(dòng)狀態(tài)及殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因等，同時(shí)，也要加強(qiáng)生產(chǎn)實(shí)踐的積累總結(jié)，以生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累總結(jié)為主，輔以理論指導(dǎo)。

中國專利文獻(xiàn)CN1815115A公開了“木材快速干燥方法”技術(shù)專利，其干燥方法包括：1）將待干燥處理的木材置于木材干燥室中，使木材干燥室的溫度在4～10h內(nèi)由30℃上升到70～80℃，并向木材干燥室內(nèi)充入飽和蒸汽，使木材干燥室內(nèi)的蒸汽處于飽和狀態(tài)；2）使木材保溫一定時(shí)間并熱透，保溫時(shí)間按木材的厚度遞增，保溫時(shí)間的小時(shí)數(shù)等于木材厚度的厘米數(shù)；3）根據(jù)木材的厚度在一定時(shí)間內(nèi)快速降低木材干燥室的溫度，具體數(shù)據(jù)如下：對于30mm厚的板材在2.5小時(shí)內(nèi)使木材干燥室溫度降低30～40℃，對于40mm厚的板材在3～2.5小時(shí)內(nèi)使木材干燥室溫度降低36～45℃，對于50mm厚的板材在4小時(shí)內(nèi)使木材干燥室溫度降低40～48℃，對于60mm厚的板材在4.5小時(shí)內(nèi)使木材干燥室溫度降低44～52℃，對于70mm厚的板材在5小時(shí)內(nèi)使木材干燥室溫度降低47～56℃；4）重復(fù)步驟1～3若干次，其中每次在步驟1中木材干燥定的升溫時(shí)間為10～50分鐘，并取消向木材干燥室內(nèi)充入飽和蒸汽的工序，使木材的含水率最終降低到所要求的數(shù)值。

一般地由于木材厚度越大其滲透性也差，導(dǎo)致木材在干燥的過程中木材里的木分越難移動(dòng)出來，特別是對于生長周期長或抽填物多的硬雜木，由于其心材細(xì)胞逐漸因缺氧死亡過程發(fā)生著復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致其水分輸送系統(tǒng)阻塞，導(dǎo)管中形成的侵填體也把導(dǎo)管紋孔阻塞，使木材里的水分很難移動(dòng)出來，就需要干燥更久的時(shí)間，通過干燥這些難干的厚度（通常厚度≥30mm）時(shí)，需要干燥3～5周的時(shí)間。上述的干燥方法是采用高低溫變化在木材內(nèi)部形成的水蒸汽差或通過擴(kuò)散移動(dòng)出木材的，但溫度低所形成的蒸汽壓分壓力小，而且木材里的水分幾乎是成液態(tài)狀存在的，很難打通閉塞的紋孔或閉塞的導(dǎo)管移動(dòng)出來，即使部分水分移動(dòng)出了木材，也會(huì)使木材本身的含水率分布和梯度不均勻，從而容易使木材在使用過程中開裂變形。因此，這干燥就需要很長的時(shí)間才能干燥得到所需終含水率目標(biāo)。經(jīng)實(shí)踐證明，按上述的干燥方法條件在時(shí)間為12.5～35h是無法干燥好木材的。

中國專利文獻(xiàn)CN1011148054A公開了“木材高溫高壓過熱蒸汽干燥方法及其干燥裝置”技術(shù)專利，其干燥方法步驟包括：（1）將木材堆置于高溫高壓過熱蒸汽干燥裝置內(nèi)并關(guān)閉釜門；（2）保持釜體內(nèi)的材堆上方的壓緊裝置加壓壓力為500～1000kg/m²；（3）將高溫飽和蒸汽通過過熱蒸汽發(fā)生器繼續(xù)加熱成為過熱蒸汽并通入上述干燥裝置的釜體內(nèi)對木材進(jìn)行干燥；（4）通過改變過熱蒸汽發(fā)生器的加熱功率來調(diào)節(jié)過熱蒸汽介質(zhì)的溫度，并保持釜體內(nèi)過熱蒸汽介質(zhì)溫度為120～180℃；（5）通過改變輸入過熱蒸汽發(fā)生器的飽和蒸汽壓力來調(diào)節(jié)過熱蒸汽介質(zhì)的飽和度，并保持釜體內(nèi)過熱蒸汽介質(zhì)的飽和度為20～80%；（6）保持材堆面間的氣流速度為6～12m/s；（7）平均干燥速度：對板材每1mm厚度的需言，為0.5～2h；（8）干燥后的木材終含水率為8～15%。作為優(yōu)選地，在步驟（4）中過熱蒸汽介質(zhì)的溫度為160℃，飽和度為60%。上述的技術(shù)方案雖然能把木材里的水分加熱成過熱水蒸汽形成分壓力移動(dòng)出木材，但是在釜體內(nèi)的溫度高所形成的蒸汽分壓力大，并蒸汽壓力大于木材的橫紋抗拉強(qiáng)度而在木材縱向紋理里產(chǎn)生微小裂紋，雖然當(dāng)場看不出來，但經(jīng)油漆涂裝后就會(huì)出現(xiàn)很明顯的裂紋絲，影響木材表面的美觀度和力學(xué)性能。另外，在優(yōu)選溫度為160℃，飽和度為60%的環(huán)境下干燥木材，由于溫度高而濕度低所對應(yīng)的平衡含水率低，就會(huì)使木材表面的水分快速蒸發(fā)出來，而木材里面的水分還沒有蒸汽出來，在木材橫斷面上就形成很大的含水率梯度，木材含水率分布也不均勻，容易導(dǎo)致木材的變形開裂降等。此外，上述的干燥工藝在帶壓的條件下也很難控制精確，而且生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)設(shè)備復(fù)雜昂貴。