CN104186224B - 一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法 - Google Patents

Abstract

一种基于蒸腾作用的活力木生理干燥方法，通过对活立木进行边材厚度确定、切割边材、剥掉树干树皮的处理，在处理过程中向边材切口注入封闭剂、向心材注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂，阻止了营养物质及水分的输送，利用树叶的蒸腾作用，使活力木中的水分向树冠方向移动，进而从树叶中排出，降低了活立木的含水率。本发明提供的基于蒸腾作用的活力木生理干燥方法可以实现人工林种植、营林和干燥的一体化作业，具有操作简单、零耗能、不污染环境的优点。

Description

一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法

【技术领域】

本发明涉及一种木材干燥方法，具体涉及一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法。

【背景技术】

刚砍伐下的木材中含有大量水分，在特定的环境下木材中的水分会不断蒸发。木材水分的自然蒸发会导致木材出现干缩、开裂、弯曲变形、霉变等缺陷，严重影响木制品的品质，因此木材在制成各类木制品之前必须进行干燥处理。

木材干燥是采取适当的措施使木材中的水分(即含水率)降低到一定的程度。目前，木材干燥的方法有常规干燥、除湿(热泵)干燥、真空干燥、高频干燥、真空干燥。然而不论哪种干燥方法，都需要消耗大量能源，据统计我国每年木材干燥消耗的能源占木材生产加工行业总能耗的40％～70％以上；同时在干燥过程中会释放出大量的二氧化硫、烟尘、二氧化碳以及氧化氮，造成大气污染。

【发明内容】

本发明提供一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，该干燥方法使活立木中的水分在蒸腾作用下，向树冠(即树叶)方向移动，进而从树叶中排出。具有操作简单、零耗能、不污染环境的优点。

本发明提供的一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，其包括以下步骤：

S10：选择待干燥的活立木；

S11：在活立木靠近地面位置处确定边材的厚度和处理位置；

S12：在确定的处理位置处绕树干一周横向切割断边材；

S13：在被切割的边材处注入封闭剂；

S14：在切割处注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂；

S15：6～10之后，砍伐倒活立木。

特别的，所述步骤S11具体包括以下步骤：

S111：采用紧固管卡对活立木树干部分进行加固；

S112：在活立木靠近地面的位置处进行标记，标记好后，在标记处利用生长锥或手板锯确定边材的厚度。

特别的，所述步骤S12具体包括以下步骤：

S121：在确定的处理位置处绕树干一周横向切割断边材；

S122：在边材切口处注入封闭剂，在切割处向心材注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂。

特别的，所述步骤S12中边材的切割高度为2～5mm。

本发明还提供一种基于蒸腾作用的活力木生理干燥方法，其特征在于，包括以下步骤:

S20：选择待干燥的活立木；

S21：在活立木靠近地面位置处确定边材的厚度和处理位置；

S22：在确定的处理位置处绕树干一周横向切割断边材；

S23：在被切割的边材处注入封闭剂；

S24：在切割处注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂；

S25：在去掉边材的位置处向上绕树干一周剥掉树干树皮；

S26：18～22天之后，砍伐活立木。

特别的，所述步骤S21具体包括以下步骤：

S211：采用紧固管卡对活立木树干部分进行加固；

S212：在活立木靠近地面的位置处进行标记，标记好后，在标记处利用生长锥或手板锯确定边材的厚度。

特别的，所述步骤S22具体包括以下步骤：

S221:在确定的处理位置处绕树干一周横向切割断边材；

S222：在边材切口处注入封闭剂，在切割处向心材注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂。

特别的，所述步骤S22中边材的切割高度为2～5mm。

特别的，所述步骤S23中剥皮高度为树干长度的三分之一。

相较于现有技术，本发明所述的一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，通过对即将砍伐的活立木进行处理，阻止了水分继续向活立木输送，利用树叶的蒸腾作用，使活立木中的水分向树冠(即树叶)方向移动，进而从树叶中排出，即通过植物、环境与水分之间的关系进行，适用于各种径级的阔叶材活立木，具有以下优点：1.可以有效的提高人工林、速生材的利用速率；2.不消耗非可再生资源(煤等)，能耗低，不污染环境；3、实现人工林种植、营林和干燥的机械一体化作业，节约时间、降低成本。

【具体实施方式】

本发明所述封闭剂、心材阻止剂、蒸腾促进剂的注入剂量根据待干燥活立木树干直径确定，其中封闭剂：300g/m、心材阻止剂：300g/m、蒸腾促进剂：10g/cm。

本发明提供的一种基于蒸腾作用的活力木生理干燥方法，为了验证本方法对需砍伐的整片活力木林的可行性及效果，首先对其中至少一棵活立木进行如下处理，并进行干燥结果分析验证，具体包括以下步骤：

S10：在需要砍伐整片活力木林中随机选取至少一棵活立木作为样品，对选取好的样品进行标号，标完号之后，对选取的样品树干部分采用紧固管卡进行加固，避免活立木样品因大风等原因而折断；

S11：将活立木树干靠近地面的位置处标记为0，在标记为0的树干处利用生长锥或手板锯确定边材的厚度；所述生长锥确定板材厚度的方法为：利用生长锥在标记为0的树干处钻取三个边材试样，根据钻取的边材试样测量边材厚度，计算出边材的平均厚度，所得的平均厚度即认为是树干0处的边材厚度；所述手板锯确定边材厚度的方法为：利用手板锯在标记为0的树干处锯切，直至锯末为心材颜色，测量手板锯的进锯深度，即认为该深度为树干0处的边材厚度；

S12：在标记为0处根据步骤S11所确定的边材厚度，利用手板锯绕树干一周切割掉标记0处的边材，切割深度为步骤S11所确定的边材厚度，切割高度为2～5mm，沿树干切割掉一圈边材后，可以阻断营养物质、水分的输送；切割掉一圈边材以后，在边材切口处注入封闭剂，进一步阻断营养物质、水分的输送；在切割处注入心材水分阻止剂后，阻止了营养物质、水分沿心材向活立木的输送，加入蒸腾促进剂后可以促进树叶的蒸腾作用，缩短了活力木的干燥时间；

S13：定期在树干标记为0处开始，沿树干向上等间距利用生长锥钻取实验样品，至少在三个位置处进行钻取，每个位置处至少钻取一个实验样品，所述钻取的实验样品需钻取到心材；

S14：将钻取的每个实验样品的边材、心材分开，进行标号，分别进行称重，记录每个试验样品边材、心材的称重结果；

S15：将称重后的边材、心材分别放入烘箱内，在103±2℃的温度下烘干8h，然后取出进行第一次称重，以后每隔2h称重一次，直至前后两次称量结果之差不超过0.002g，记录下最后一次的称重结果，即为边材、心材达到绝干状态的重量；

S16：根据步骤S14及S15的称重结果计算出边材及心材的含水率，通过计算结果判断本方法是否适合需要砍伐的活立木林；

S17：对需要砍伐的活立木林进行步骤S10～S12处理，6～10天之后砍伐活立木。

本发明基于上述方法提供另一种基于蒸腾作用的活力木生理干燥方法，为了验证本方法对需砍伐的整片活立木林的可行性及效果，首先对其中至少一棵活立木进行如下处理，并进行干燥结果分析验证，具体包括以下步骤：

S20：在需要砍伐的整片活立木林中随机选取至少一棵活立木作为样品，对选取好的样品进行标号，标完号之后，对选取的样品树干部分采用紧固管卡进行加固，避免活立木样品因大风等原因而折断；

S21：将活立木树干靠近地面的位置处标记为0，在标记为0的树干处利用生长锥或手板锯确定边材的厚度；所述生长锥确定板材厚度的方法为：利用生长锥在标记为0的树干处钻取三个边材试样，根据钻取的边材试样测量边材厚度，计算出边材的平均厚度，所得的平均厚度即认为是树干0处的边材厚度；所述手板锯确定边材厚度的方法为：利用手板锯在标记为0的树干处锯切，直至锯末为心材颜色，测量手板锯的进锯深度，即认为该深度为树干0处的边材厚度；

S22：在树干标记为0处根据步骤S21所确定的边材厚度，利用手板锯绕树干一周切割掉标记0处的边材，切割深度为步骤S11所确定的边材厚度，切割高度为2～4mm，沿树干切割掉一圈边材后，可以阻断营养物质、水分的输送；切割掉一圈边材以后，在边材切口处注入封闭剂，进一步阻断营养物质、水分的输送；在切割处注入心材水分阻止剂后，阻止了营养物质、水分沿心材向活立木的输送，加入蒸腾促进剂后可以促进树叶的蒸腾作用，缩短了活力木的干燥时间；

S23：在树干标记为0处向上绕树干一周剥掉树干的树皮，剥皮高度为树干长度的三分之一，剥掉树皮之后，进一步切断了营养物质、水分的输送，并且可以使树干中的水分通树干大毛细管系统和微毛细管系统，从内层向内层沿活立木顺纹理方向移至边材表面蒸发到大气中，使活立木的干燥效果更加明显；

S24：定期在树干标记为0处开始，沿树干往上等间距利用生长锥钻取实验样品，至少在三个位置处进行钻取，每个位置处至少钻取一个实验样品，所述钻取的实验样品需钻取到心材；

S25：将钻取的每个实验样品的边材、心材分开，进行标号，分别进行称重，记录每个实验样品边材、心材的称重结果；

S26：将称重后的边材、心材分别放入烘箱内，在103±2℃的温度下烘干8h，然后取出进行第一次称重，以后每隔2h称重一次，直至前后两次称量结果之差不超过0.002g，记录下最后一次的称重结果，即为边材、心材达到绝干状态的重量；

S27：根据步骤S25及S26的称重结果计算出边材及心材的含水率；通过计算结果判断本方法是否适合需要砍伐的活立木林；

S28：对需要砍伐的活立木林进行步骤S20～S13处理，18～22天之后砍伐活力木。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，同时为了验证本发明的可行性，下面通过对比例及实施例对本发明进一步详细说明。

对比例及实施例选用新疆杨，紧固管卡材质为碳钢。

对比例1：

在地势平坦的树林中随机选取一棵新疆杨标记为A，然后对树干靠近树冠的部分采用紧固管卡进行加固；加固后，将新疆杨A树干靠近地面的位置标记为A0；向标记处注入封闭剂、心材水分阻止剂和蒸腾促进剂；之后以标记为A0为基准，定期在树干0、2、4米(标记为A0、A1、A2)处分别用生长锥沿树干轴向钻取三个实验样品(同样将实验样品标记为A0、A1、A2)，钻取的实验样品需包含边材、心材；将钻取的实验样品边材与心材分开，分别进行称重，记录称重结果；将称重后的边材、心材分别放入烘箱内，在103℃的温度下烘干8h后，之后进行第一次称重，以后每隔2h称重一次，直至前后两次称量结果之差不超过0.002g为止，记录最后一次称重结果；根据两次记录的称重结果计算出边材、心材的含水率，计算结果如下表,通过边材及心材含水率的计算结果以及对干燥后的活立木观察总结出：不采取任何处理的活立木含水率下降不是很明显，变化比较平稳，也不会有活立木干燥缺陷的产生。

实施例1：

在地势平坦的树林中随机选取一棵新疆杨标记为B，然后对树干靠近树冠的部分采用紧固管卡进行加固；加固后，将新疆杨B树干靠近地面的位置标记为B0,并在此位置利用生长锥沿轴向钻取至少三个边材式样，确定边材的厚度；确定好边材的厚度后，在边材的切口处注入封闭剂，在切割处向心材注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂；之后在标记为B0的位置处沿树干一周切割掉边材切割高度为3mm；之后以标记为B0为基准，定期在树干0、2、4米(标记为B0、B1、B2)处分别用生长锥沿树干轴向钻取三个实验样品(同样将实验样品标记为B0、B1、B2)，钻取的实验样品需包含边材、心材；将实验样品的边材与心材分开，分别进行称重，记录称重结果；将称重后的边材、心材分别放入烘箱内，在103℃的温度下烘干8h后，之后进行第一次称重，以后每隔2h称重一次，直至前后两次称量结果之差不超过0.002g为止，记录最后一次称重结果；根据两次记录的称重结果计算出边材、心材的含水率，计算结果如下表,通过边材及心材含水率的计算结果以及对干燥后的活立木观察总结出：经过上述方法处理的活立木干燥效果比较明显的，而且采用该干燥方法不会有木材干燥缺陷的产生。

对比例2：

在地势平坦的树林中随机选取一棵新疆杨标记为C，然后对树干靠近树冠的部分采用紧固管卡进行加固；加固后将新疆杨C的树冠砍掉；然后将新疆杨C树干靠近地面的位置标记为C0,并在此位置利用生长锥沿轴向钻取至少三个边材式样，确定边材的厚度；确定好边材的厚度后，在边材的切口处注入封闭剂，在切割处向心材注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂；之后在标记为C0的位置处沿树干一周切割掉边材切割高度为3mm；之后以标记为C0为基准，定期在树干0、2、4米(标记为C0、C1、C2)处分别用生长锥沿树干轴向钻取三个实验样品(同样将实验样品标记为C0、C1、C2)，钻取的实验样品需包含边材、心材；将实验样品的边材与心材分开，分别进行称重，记录称重结果；将称重后的边材、心材分别放入烘箱内，在103℃的温度下烘干8h后，之后进行第一次称重，以后每隔2h称重一次，直至前后两次称量结果之差不超过0.002g为止，记录最后一次称重结果；根据两次记录的称重结果计算出边材的、心材的含水率，计算结果如下表,通过边材及心材含水率的计算结果以及对干燥后的活立木观察总结出：经过上述方法处理的木材在干燥过程中不会出现木材干燥缺陷，但是采用此种方法干燥效果不是很好，而且砍伐树冠后会造成木材的浪费。

实施例2：

在地势平坦的树林中随机选取一棵新疆杨标记为D，然后对树干靠近树冠的部分采用紧固管卡进行加固；加固后，将新疆杨D树干靠近地面的位置标记为D0,并在此位置利用生长锥沿轴向钻取至少三个边材式样，确定边材的厚度；确定好边材的厚度后，在边材的切口处注入封闭剂，在切割处向心材注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂；之后在标记为D0的位置处沿树干一周切割掉边材切割高度为3mm；之后在标记为D0的位置处向树冠方向剥掉树干树皮，剥皮高度为6m；之后以标记为D0为基准，定期在树干0、2、4米(标记为D0、D1、D2)处分别用生长锥沿树干轴向钻取三个实验样品(同样将实验样品标记为D0、D1、D2)，钻取的实验样品需包含边材、心材；将实验样品的边材与心材分开，分别进行称重，记录称重结果；将称重后的边材、心材分别放入烘箱内，在103℃的温度下烘干8h后，之后进行第一次称重，以后每隔2h称重一次，直至前后两次称量结果之差不超过0.002g为止，记录最后一次称重结果；根据两次记录的称重结果计算出边材、心材的含水率，计算结果如下表，通过边材及心材含水率的计算结果以及对干燥后的活立木观察总结出：经过上述方法处理的木材干燥效果非常好，完全可以达到木制品对木材含水率的要求。

下表为上述对比例及实施例边材、心材绝对含水率的统计表。

通过如上表格总结出：对比例1在不经过任何处理的情况下，边材及心材的含水率变化不是很大，考虑到天气情况，这些变化完全可以忽略不计；实施例1通过在树干靠近地面的位置处切割掉树干一周边材，切断了营养物质及水分的输送，边材及心材的含水率下降比较明显，在第6～10天边材及心材的含水率下降到最低，之后含水率略有上升，因此在第6～10天是实施例1砍伐活立木的最佳时机；对比例2在实施例1的基础上砍掉活立木的树冠部分，含水率也有所下降，但较实施例1下降不是很明显，而且砍掉树冠之后会造成木材的浪费；实施2在实施例1的基础上沿着切割边材的位置往上剥掉树干长度约三分之一的树皮，剥掉树皮之后，进一步切断了营养物质、水分的输送，边材及心材的含水率下降更佳明显，在第6～10天，实施例2边材及心材的含水率与实施例1边材及心材的含水率几乎相同，在之后的几天，实施例2边材及心材的含水率继续下降，在第18～22天实施例2的含水率下降到最低，之后含水率略有上升，因此在第18～22天是实施例2砍伐活立木的最佳时机。

实施例1与实施例2相比较而言，实施例1耗时短，实施例2较实施例干燥效果明显，具体选用何种干燥方法，根据实际需求确定，若需要快速对活力木进行干燥时，选用实施例1所采用的活立木生理干燥方法，若没有时间要求，且木制品对木材含水率要求比较高时，选用实施例2所采用的活立木生理干燥方法。

需要说明的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有的这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：选择待干燥的活立木；

S11：在活立木靠近地面位置处确定边材的厚度和处理位置；

S12：在确定的处理位置处绕树干一周横向切割断边材；

S13：在被切割的边材处注入封闭剂；

S14：在切割处注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂；

S15：6～10之后，砍伐倒活立木。

2.根据权利要求1所述的一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，其特征在于，所述步骤S11具体包括以下步骤：

S111：采用紧固管卡对活立木树干部分进行加固；

S112：在活立木靠近地面的位置处进行标记，标记好后，在标记处利用生长锥或手板锯确定边材的厚度。

3.根据权利要求1所述的一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，其特征在于，所述步骤S12具体包括以下步骤：

S121：在确定的处理位置处绕树干一周横向切割断边材；

S122：在边材切口处注入封闭剂，在切割处向心材注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，其特征在于，所述步骤S12中边材的切割高度为2～5mm。

5.一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，其特征在于，包括以下步骤:

S20：选择待干燥的活立木；

S21：在活立木靠近地面位置处确定边材的厚度和处理位置；

S22：在确定的处理位置处绕树干一周横向切割断边材；

S23：在被切割的边材处注入封闭剂；

S24：在切割处注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂；

S25：在去掉边材的位置处向上绕树干一周剥掉树干树皮；

S26：18～22天之后，砍伐活立木。

6.根据权利要求5所述的一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，其特征在于，所述步骤S21具体包括以下步骤：

S211：采用紧固管卡对活立木树干部分进行加固；

S212：在活立木靠近地面的位置处进行标记，标记好后，在标记处利用生长锥或手板锯确定边材的厚度。

7.根据权利要求5或6所述的一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，其特征在于，所述步骤S22具体包括以下步骤：

S221:在确定的处理位置处绕树干一周横向切割断边材；

S222：在边材切口处注入封闭剂，在切割处向心材注入心材水分阻止剂和蒸腾促进剂。

8.根据权利要求5所述的一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，其特征在于，所述步骤S22中边材的切割高度为2～5mm。

9.根据权利要求5所述的一种基于蒸腾作用的活立木生理干燥方法，其特征在于，所述步骤S23中剥皮高度为树干长度的三分之一。