[發明專利]一種小徑材液相干燥-熱處理的方法

有效

• 申請號: 202110671300.2
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113246246B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 伊松林;何露茜;何正斌;趙湘玉;張天放;高晶晶;錢京
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: B27K5/00
• 分類號: B27K5/00
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 喻蓉

本發明公開了小徑材液相干燥?熱處理的方法，包括將置于液相干燥?熱處理裝置內的液相介質加熱后注入處理窯內，依次進行干燥、熱處理；將冷油池內的液相介質注入處理窯，進行降溫處理；對處理窯內的液相介質在抽真空狀態下進行脫油處理。本發明的小徑材干燥?熱處理的方法，將木材的干燥?熱處理工序合二為一，有效解決干燥?熱處理過程中操作繁瑣、勞動強度大，熱能及電能損耗高的問題，以液相介質為小徑材干燥?熱處理介質，無需風機等驅動裝置促進氣流循環，傳熱效率高，電能損耗小。本發明的裝置結構簡單，成本低，以液相介質進行干燥?熱處理，小徑材尺寸穩定性提高、改善吸濕性，廣泛應用于小徑材加工行業。

技術領域

本發明屬于生物質材料加工技術領域，更具體地，涉及一種小徑木的液相干燥-熱處理一體化處理的設備及方法，特別涉及一種以液相介質的干燥-熱處理一體化的處理設備及方法。

背景技術

自實施天然林資源保護工程以來，我國天然林資源管理及保護力度愈發嚴格，木材資源的利用主體從傳統的天然林轉移到了生長速度快、輪伐期短的人工速生林，然而人工林木材通常具有徑級較小，生長應力較大，易開裂變形和強度較低等問題。其特殊的材性導致加工困難，且在采伐及常規干燥過程中易產生開裂、變形等缺陷，出材率低，從而在一定程度上影響其高效利用。為了解決這一難題，國內外學者嘗試了多種改性方法提高小徑材的材性。

熱處理作為一種環境友好型的木材改性方式，能有效提高木材的尺寸穩定性、生物耐久性以及顏色裝飾性等新能，該方法已廣泛應用于木材加工行業。我國主要的熱處理方式是用窯干式，在處理過程中使用飽和蒸汽來隔絕氧氣。傳統熱處理工藝需要將先木材干燥后再進行熱處理，首先需要將被處理材在干燥窯內進行干燥處理，直至其含水率降到12％以下，隨后再轉移至熱處理窯內進行熱處理。其存在工藝繁瑣、勞動強度較高(兩次堆垛、兩次拆垛)、處理時間長、熱能損耗大(干燥后需要進行冷卻處理)，同時由于窯內溫度的不均勻，還可能產生熱處理材發生顏色、質量不均勻的情況。且常規干燥中利用空氣作為干燥介質，以一定的速度流過被處理材表面，通過對流換熱的方式將熱量傳遞給被處理材，需要使用風機加快材堆間氣流循環，存在電能消耗大等問題。

油熱處理作為油浸漬和熱改性兩種方法的結合，已被證明是改善木材吸濕性、疏水性、尺寸穩定性、抗生物劣化性等各項性能的有效方法之一。其中大部分植物油、礦物油是良好的傳熱介質，其導熱系數明顯高于空氣，能快速、均勻地將熱量通過熱傳導的方式傳遞給木材，傳熱效率更高，同時油層可隔離氧氣從而防止氧化所引起的強度下降。處理后木材具有增強的疏水性和尺寸穩定性、抗真菌性，還表現出良好的機械性能。部分碘值在130以上的干性油，例如桐油、梓油、亞麻油等能在空氣中易氧化干燥形成富有彈性的柔韌固態膜，處理木材后能在其表面干燥成膜，進一步改善其吸濕、吸水性。

中國專利CN101116984A“利用石蠟熱處理木材使木材的含水率接近于零的方法”提供了一種利用石蠟油對木材通過兩段式升溫熱處理進行干燥的方法，處理后木材可以獲得較好的尺寸穩定性和耐久性，并且可以提高木材強度。但干燥結束后殘留的石蠟會粘附在木材表面，后續溫度升高可能會導致石蠟油二次融化或從內部向表面滲出，從而造成表面污染，影響后續表面加工。專利CN107443518A“一種低溫油熱改性竹材的加工方法”提供了一些利用油和偶聯劑配制的混合溶液對竹材進行熱處理的方法，該方法處理后的竹材尺寸穩定性得到改善，提高了產品的防腐防霉性、防水性，而且力學性能并未下降。但該方法需要配制改性劑、處理前需要先將竹材的含水率干燥至5-12％，熱處理后需要自然冷卻后進行封端處理，整體工藝較為復雜，處理時間長。

發明內容

為了解決上述傳統工藝和已有設備、技術中存在的不足和缺點，本發明提供了一種小徑材液相干燥和熱處理一體化處理的裝置、方法。在保證干燥質量的前提下，將干燥和熱處理工序合二為一，簡化工序并提高生產效率；干燥后無需進行冷卻，而是利用干燥后的熱能繼續加熱進行熱處理，減少了熱能損耗；使用熱-冷液相介質循環處理工藝，熱處理后利用冷液相介質進行快速冷卻，減少了冷卻處理時間，同時利用冷液相介質進行處理能促進液相介質的浸漬效果，從而進一步提高木材的尺寸穩定性、改善木材的吸濕性、吸水性等特性。