CN100529623C - 木材干燥工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了木材干燥工艺，包括湿热处理，干燥阶段，终了处理阶段和冷却阶段，其中，将终了处理阶段和冷却阶段合并成终了冷却阶段。采用了分阶段联合干燥的工艺，即在湿热处理是以时间基准控制，进入干燥阶段是以含水率基准控制，终了冷却阶段是平衡含水率基准。所述木材干燥工艺技术由于将终了处理阶段和冷却阶段合并成终了冷却阶段保证终了处理效果的同时节约能耗、缩短干燥周期。采用了分阶段联合干燥的工艺，在不同阶段采用不同的基准控制方法，保证了加工精度。同时通用性好，适合各种不同的木材。

Description

木材干燥工艺

技术领域

本发明属于木材加工工艺。具体来说，涉及一种木材干燥工艺。

背景技术

不同于象金属各向同性的材料，木材是一种自然生长的生物体，有着成千上万种的树种，既使是同一个树种的木材因产地、树龄、取材部位的不同，其物理化学的性能都会有很大的区别。因此，木材在投入使用前必须进行预处理。而其中，木材干燥是一个重要环节，也是第一道最为关键的工序。木材经过较好的干燥有以下四个主要作用：一是能提高木制品的稳定性，二是可以提高木制品的强度，三是可以预防木质材料的变质和腐朽，四是可以减轻木材的重量。除此之外，还具有杀虫防疫，松木类的脱脂处理，部分木材的变色处理等作用。干燥质量的优劣直接影响到木材的利用率以及后段工序的加工，直接影响着木制品最终的品质高低。随着技术发展和多年的实践经验，现有技术中对于木材干燥也有了多种处理方法，传统的有气干法、窑干法，先进的有热泵干燥，微波干燥等。这些干燥技术各有利弊，但是在投入和回报方面很难平衡。通常的传统工艺好处在于实施简单，成本低廉，但是对于一些厚重密实的木材的干燥效果不好，容易开裂，变形，干燥后的木材达不到理想的要求。随着科技的发展，也有许多先进的高科技干燥工艺，如微波干燥工艺等。这些工艺优点在于：对于特定的木材能达到近乎完美的干燥效果，也不易使木材开裂、变形，但是缺点在于加工成本非常高，只适宜实验室使用，普通加工厂无力承担高昂的设备，不利于推广。此外，这些工艺往往是针对一些特殊木材而设计的，通用性不好。

发明内容

本发明的目的是提供一种木材干燥工艺，加工周期短，加工后不易出现开裂、变形等负面效果，加工过程节能，成本低。而且该工艺加工精度高，通用性好，适合各种不同的木材。

为达到所述效果，本发明木材干燥工艺，包括湿热处理，干燥阶段，终了处理阶段和冷却阶段，其中，将终了处理阶段和冷却阶段合并成终了冷却阶段。采用了分阶段联合干燥的工艺，即在湿热处理是以时间基准控制，进入干燥阶段是以含水率基准控制，终了冷却阶段是平衡含水率基准。

优选的，所述湿热处理时干球温度在90-95℃，湿球温度不低于干球温度。这样的温度一是可以杀死木材当中的霉菌，解决后面进入降温干燥阶段中易产生发霉的问题。二是使细胞壁或纹孔膜上的固化沉积物脱落减少，增大部分纹孔口，重新打开一些闭塞纹孔，另外还会引起部分纤维素的再结晶及某些抽提物的重新分布。如上均可增加木材水分的传导性能，有利于加快干燥速度。同时在针对山毛榉木材这样的特殊的木材时还能改变山毛榉木材的颜色，使之更为美观。

优选的，在干燥阶段时降低温度进行干燥，降温的速度为2℃/h，最终降至55℃。这样的工艺能有效防止开裂和变形情况的产生。

优选的，在所述干燥阶段的降温时，湿球温度始终保持和干球温度相差2℃以内。这样的工艺能进一步防止开裂和变形情况的产生。

优选的，在干燥阶段，当木材含水率降到30％后每下降10％含水率就要进行一次中间处理，中间处理的温度保持不变，湿度提高到比木材含水率低2-3％左右的平衡含水率对应的值。这样的工艺也是为了防止开裂和变形情况的产生。

优选的，所述终了冷却阶段，控制干燥窑中平衡含水率的值比木材终含水率值高1-2％。这是能使干燥后的木材各个部位，包括厚度上的含水率更加的均匀，减少剧烈干燥后产生的应力。同时控制冷却的速度，避免木材因为冷却太快产生冷缩不均而开裂变形。

综上所述，本发明木材干燥工艺，由于将终了处理阶段和冷却阶段合并成终了冷却阶段保证终了处理效果的同时节约能耗、缩短干燥周期。采用了分阶段联合干燥的工艺，在不同阶段采用不同的基准控制方法，保证了加工精度。同时通用性好，适合各种不同的木材。

具体实施方式

本发明包括湿热处理，干燥阶段以及终了冷却阶段三个步骤。其中湿热处理是以时间基准控制，进入干燥阶段是以含水率基准控制，终了冷却阶段是平衡含水率基准控制。

我们以欧洲进口50mm厚山毛榉为例对本发明木材干燥工艺的实施方法进行解释。山毛榉木材内本身含有大量的菌类生物，如果干燥基准太软，在低温高湿的环境中初期生成白灰色霉菌，干燥一段时间后则变成黑色的斑点。污染板材表面深至2mm左右，同时该木材密度较大(气干密度为0.74g/cm3)，径弦向干缩比值较大(差异收缩率1.8)，木射线宽且多，如果干燥基准太硬，又极易产生开裂，变形等干燥缺陷。因此是一种公认的非常难以干燥的木材，因此以此为例有非同一般的代表性。

首先将山毛榉木材湿热处理，此时干球温度在90-95℃，湿球温度尽可能接近干球温度的情况下处理，处理36小时。这样的处理，主要有以下两个作用：一是可以杀死木材当中的霉菌，解决后面进入降温干燥阶段中易产生发霉的问题。二是使细胞壁或纹孔膜上的固化沉积物脱落减少，增大部分纹孔口，重新打开一些闭塞纹孔，另外还会引起部分纤维素的再结晶及某些抽提物的重新分布。如上均可增加木材水分的传导性能，有利于加快干燥速度。同时，经过湿热处理的山毛榉木材的木材颜色变成粉红，更受到人们喜爱。

接着进入干燥阶段。为了防止木材开裂和变形情况的产生，需降低温度进行干燥，而且要很好的控制降温的速度，按2℃/h的速度降至55℃，且湿球温度始终保持和干球温度相差2℃以内，然后再按研制的含水率干燥基准进行正常干燥，其间当含水率降到30％以下后每下降10％含水率就进行一次中间处理。中间处理的温度保持不变，湿度提高到比木材含水率低2-3％左右的平衡含水率对应的值。经过处理后的木材的开裂率大大下降，更不易变形。

在比较密封的干燥窑内，木材冷却降温的同时，窑内的湿度会上升(平衡含水量会升高)，我们控制其平衡含水率的值比木材终含水率值高1-2％。让木材同时达到终了处理的效果，即使干燥后的木材各个部位，包括厚度上的含水率更加的均匀，减少剧烈干燥后产生的应力。这样终了处理和冷却阶段就合二为一，称之为终了冷却阶段，在保证终了处理效果的同时节约能耗、缩短干燥周期。至此，干燥工艺完成。

经过本发明处理的山毛榉木材其干燥周期从原先的32天缩短到22天，原先约1.7％的内裂降为0，原先3.6％的端裂和表裂降为0.8％，变形也改善了很多。而且经湿热处理后榉木木材表面的颜色接近蒸煮的效果，完全满足生产的需要。经过计算，干燥成本比原先(包括蒸煮成本)降低了47.3元/m3，木材利用率提高了2.3％。

以上分析表明，本发明木材干燥工艺加工周期短，加工后不易出现开裂、变形等负面效果，加工过程节能，成本低。而且该工艺加工精度高。

虽然上文仅仅以50mm厚山毛榉为例对本发明木材干燥工艺的作用进行了说明，但木材干燥加工领域的技术人员可以清楚地认识到，该工艺可以用于任意的木材干燥加工。应该指明的是，本领域的技术人员可以对上述实施例进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。

Claims (6)

1、木材干燥工艺，包括湿热处理，干燥阶段，终了处理阶段和冷却阶段，其特征在于，将终了处理阶段和冷却阶段两个工艺同时进行，形成终了冷却阶段，并采用了分阶段联合干燥的工艺，即在湿热处理是以时间基准控制，进入干燥阶段是以含水率基准控制，终了冷却阶段是平衡含水率基准控制。

2、如权利要求1所述的木材干燥工艺，其特征在于，所述湿热处理时干球温度在90-95℃，湿球温度不低于干球温度。

3、如权利要求1所述的木材干燥工艺，其特征在于，在于燥阶段时降低温度进行干燥，降温的速度为2℃/h，最终降至55℃。

4、如权利要求3所述的木材干燥工艺，其特征在于，在所述干燥阶段的降温时，湿球温度始终保持和干球温度相差2℃以内。

5、如权利要求3所述的木材干燥工艺，其特征在于，在干燥阶段，当木材含水率降到30％后每下降10％含水率就要进行一次中间处理，中间处理的温度保持不变，湿度提高到比木材含水率低2-3％左右的平衡含水率对应的值。

6、如权利要求1所述的木材干燥工艺，其特征在于，所述终了冷却阶段，控制干燥窑中平衡含水率的值比木材终含水率值高1-2％。