CN104764295B - 一种木材快速干燥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木材快速干燥的新方法，包括如下顺序进行的步骤：1）将木材锯切成要求长度和厚度的板材；2）将木材正确码垛；3）将木材材堆铁皮打包入窑；4）将温度传感器安装在进、出材堆和木材中心处；5）关闭干燥窑门，对木材进行预处理；6）降温出窑；7）将预处理材进行常规干燥处理，直至木材含水率合格。本发明方法在高温高湿条件下预处理木材，且可根据木材的厚度分段多次干燥木材，适合于干燥各种厚度的木材，具有干燥质量好，干燥周期短，设备简单，能耗低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种木材处理方法，特别是涉及一种木材快速干燥方法。
背景技术
木材干燥是木制品加工过程中重要的环节之一，提高干燥速率，缩短干燥周期是减少干燥成本，节约能源的重要途径。传统的木材干燥过程中，为了避免干燥过程中产生干燥缺陷，当木材的含水率较高时，一般采用较低的温度进行干燥处理，随着含水率的降低，干燥温度逐渐升高，使得整个干燥过程中的温度较低。而对于木材干燥来说，温度的高低直接决定了干燥速率的快慢，干燥温度越高，干燥速率越快，反之则干燥速率较慢。为了提高干燥速率，降低干燥成本，公开号 CN 1815115A的中国专利也公布了一种木材快速干燥方法，此方法在蒸汽为保护气体的条件下先将木材温度升到70℃~98℃，然后保温一定时间，然后迅速降温，然后重复这个过程，利用温度梯度和含水率梯度将木材快速干燥。此方法在确保不开裂的前提条件下加快了干燥速度，并可节约能源。 公开号CN102873730A的中国专利公开了一种缩短木材干燥时间的预处理方法，此方法采用辊压机对木材进行处理，具有能缩短木材干燥的时间，节约能源，设备结构简单、操作方便，使用安全，能降低生产成本等优点。公开号CN102944109A的中国专利一种木材烘干装置，该装置采用导热油作介质，可以获得更高的干燥温度，并且温度容易控制，大大节省烘干所用时间，加热速度高，热效率高，节约燃料。但是这些干燥方法存在设备复杂，不适于干燥厚板，干燥周期长等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种在保证木材干燥质量的前提下，从生材快速干燥到所需要的含水率并且节能高效的干燥方法。
为了实现本发明的目的，本发明的一种木材快速干燥方法包括以下步骤：1）将木材锯切成要求长度和厚度的板材；2）将木材正确码垛成堆，材堆的每层木段之间设置隔条，使每层木段之间形成风道；3）将木材材堆铁皮打包入窑，木材材堆距离窑前后气道不小于1米，木材与进风管道平行放置，木材端面与墙壁的距离为5-10cm，木材材堆上面与窑顶面的距离尽量小，最大不大于300mm；4）将温度传感器安装在进、出材堆和木材中心处；5）关闭干燥窑门，对木材进行预处理，预处理过程有分步升温、保温和闷窑降温步骤；6）出窑；7）将预处理材进行常规干燥处理，直至木材含水率合格。
其中，步骤1）中，木材既可以是生材（含水率大于100%）也可以是气干材；
特别是木材可选用桃花芯、楸木、赤桦、松木、柳桉等木材；
其中，步骤2）中，木材码放成木材堆可以是木材干燥领域中所公开的任何一种木材码放形式，木材码放的任何方法以及码放成任何形式的木材堆均能适用于本发明，木材码放方法已在各种文献或教科书中公开；
特别是，将木段沿干燥室纵向一层接一层水平堆积成长方体形的材堆，每层之间放置有隔条，隔条厚度为30mm，宽30mm，长度比材堆宽度长3cm左右，隔条要用干材制作；
特别是，隔条与板材端面的距离≤100mm，厚度25-30mm的板材，隔条之间的间距为≤300mm，厚度30-40mm的板材，隔条之间的间距为≤400mm，厚度50mm以上的板材，隔条之间的间距为≤500mm；
尤其是，材堆的每层木段之间设置隔条，在每层木段之间形成风道，利于干燥介质流动，将干燥介质的热量传递给木材，使木材中的水分被蒸发，利于木材的干燥；
尤其是，木材堆放置在干燥室内时木材堆中的木段的纵向与干燥介质的流动方向一致或垂直。
其中，步骤3）中，打包后的材堆在尺寸上有一定要求，装材前窑内地面用水浇湿，每窑浇水约150斤左右，可分几次浇湿；
特别是，每包宽度1-1.2m，高度≤1.2m，最大长度≤4.3m；
特别是，木材距离窑前后气道不小于1米，木材与进风管道平行放置；
特别是，木材端面与墙壁的距离为5-10cm；
尤其是，材堆上面与窑顶面的距离尽量小，最大不大于300mm。
其中，步骤4）中，所述的温度分别为木材进、出材堆和木材中心处的温度；
特别是，通过在木材堆的进入端、流出端分别设置至少2个温度传感器；
尤其是，木材中心处必须安装两个温度传感器，用于测定木材中心温度；
尤其是，传感器放置高度一般离地面1.5m左右。
其中，步骤5）中，对木材的预处理过程中，在升温前打开窑内蒸汽阀门，保证窑内有充足的水蒸汽，然后对窑内进行升温，首先以20-30℃/h的速度将窑内从常温升温至60℃，达到60℃后恒温2-3h，然后再以20-30℃/h的速度将窑内从60℃升温至110℃，当木芯温度达到85-90℃时开始保温步骤。保温时间根据木材的厚度不同而不同，具体为：木材厚度为25mm的保温2-3h、木材厚度为30-40mm的保温3-4h、木材厚度为50-65mm的保温5-6h、木材厚度为70-100mm的保温7-10h。保温结束后，先闷窑2-3h，然后打开排气口来降低窑内温度，直至木材温度降至60℃才可出窑。
尤其是，对木材进行预处理的次数根据木材的厚度进行选择，具体为木材厚度为25-40mm的预处理1次、木材厚度为50-65mm的预处理2次、木材厚度为70-100mm的预处理4次。
其中，步骤7）中，进行常规干燥处理，通过喷蒸→加热干燥→结束循环干燥处理；
尤其是，常规干燥处理的次数根据木材的厚度进行选择，具体为木材厚度为25-60mm的干燥3次、每次干燥3-4天，木材厚度为75-100mm的干燥5次、每次干燥3-4天。
本发明方法的优点体现在以下几个方面：
1. 本发明通过预处理-干燥两步对木材进行干燥处理，而且在预处理和干燥阶段均可根据木材的厚度进行多次循环处理，干燥周期短，适合于各种厚度的木材。
2. 本发明在预处理木材的过程中，干燥窑内的湿度接近于100%，温度高于100℃，木材处于过热蒸汽的环境中，干燥速度快。
3. 本发明在预处理木材的过程中，由于干燥窑内部全是水蒸气，平衡含水率较高，即使在高温条件下，木材厚度方向上的含水率梯度较低，处理后的木材质量好。
4. 本发明在干燥木材的过程中，一方面由于整个干燥过程中排气口都处于关闭状态，没有外界的换气使得换气热损失没有了，而且由于干燥周期的缩短，风机的耗电量也下降，能耗降低。
5. 本发明在干燥预处理的过程中，由于水蒸气的导热系数比湿空气高，使得木材的预热时间减少，而且由于当木材含水率高于纤维饱和点的时候，木材温度始终保持在100℃，而外界的温度高于100℃，使得本发明的干燥方法的传热效率高于传统干燥方法。
6. 经过预处理的生材木材含水率降低而且由于处理过程中木材的内部通道被打通，木材的生长应力得以释放，所以在后期的干燥过程中干燥速度加快，干燥质量变好。
具体实施方式
实施例：
以桃花芯木为例说明：
1）锯切
将桃花芯生材锯切成长4000mm，宽300mm，厚100mm的板材。
2）码垛
用隔条厚度为30mm，宽30mm，长度比材堆宽度长1230mm，对木材进行码垛。
3）材堆铁皮打包入窑
将桃花心木用铁皮打包，每包宽度为1200mm，高度1000mm，长度为4000mm。并将打包好的木材进行装窑，材堆距窑前后气道距离为1米，材堆中木材方向与进风管道平行放置，且材堆端面与墙壁的距离为80mm，材堆上面与窑顶面的距离为250mm。
4）安装温度传感器
在进、出材堆和木材中心处，分别安装2根温度传感器，传感器位置离地面1.5m左右。
5）预处理
关闭窑门，打开蒸汽阀门，当水蒸气充满窑内时，打开循环风机，风机频率为25，然后打开引风机，风机频率为10，然后炉排点火，对木材进行加热，其中升温速率为25℃/h，大约1.5小时后，木材温度升至60℃，恒温3h，使木材热透；继续加热木材，使木材的升温速率为25℃/h，循环风机频率从26到40逐渐增加，引风机的频率从13到26逐渐增加，大约2h后，木材芯部温度达到90℃，开始保温，保温时间为10h，降温，重复预处理过程4次。
6）降温出窑
保温结束后，闷窑3h，然后打开排气口，冷却木材，当木材温度降到60℃时，出窑。
7）常规干燥处理
将预处理后的桃花芯木按照常规干燥过程进行码垛，装窑，采用干球温度为70℃，湿球温度为45℃进行干燥4天，降温，干燥结束，重复干燥过程5次，当桃花芯木含水率低于10%时出窑，入库保存。
主要结论：
预处理升温阶段木材内部温度上升模型为：
中心温度：
；
进材堆温度：
其中t为温度，℃；为时间，h
预处理和干燥后木材的含水率：
预处理后桃花芯木的含水率为23%；干燥后桃花芯木的含水率为8%；且干燥质量好，达到了锯材干燥要求。
Claims (8)
1.一种木材快速干燥方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）将木材锯切成要求长度和厚度的板材；
2）将木材正确码垛成堆，材堆的每层木段之间设置隔条，使每层木段之间形成风道；
3）将木材材堆铁皮打包入窑，木材材堆距离窑前后气道不小于1米，木材与进风管道平行放置，木材端面与墙壁的距离为5-10cm，木材材堆上面与窑顶面的距离尽量小，最大不大于300mm；
4）将温度传感器安装在进、出材堆和木材中心处；
5）关闭干燥窑门，对木材进行预处理，预处理过程有分步升温、保温和闷窑降温步骤；
6）出窑；
7）将预处理材进行常规干燥处理，直至木材含水率合格；
所述分步升温的具体过程为：在升温前打开窑内蒸汽阀门，保证窑内有充足的水蒸汽，然后对窑内进行升温，首先以20-30℃/h的速度将窑内从常温升温至60℃，达到60℃后恒温2-3h，然后再以20-30℃/h的速度将窑内从60℃升温至110℃，当木芯温度达到85-90℃时开始保温步骤。
2.根据权利要求1所述的一种木材快速干燥方法，其特征在于：所述保温步骤为：保温时间根据木材的厚度不同而不同，具体为：木材厚度为25mm的保温2-3h、木材厚度为30-40mm的保温3-4h、木材厚度为50-65mm的保温5-6h、木材厚度为70-100mm的保温7-10h。
3.根据权利要求1所述的一种木材快速干燥方法，其特征在于：所述闷窑降温步骤为：保温结束后，先闷窑2-3h，然后打开排气口来降低窑内温度，直至木材温度降至60℃才可出窑。
4.根据权利要求1所述的一种木材快速干燥方法，其特征在于：对木材进行预处理的次数根据木材的厚度进行选择，具体为木材厚度为25-40mm的预处理1次、木材厚度为50-65mm的预处理2次、木材厚度为70-100mm的预处理4次。
5.根据权利要求1所述的一种木材快速干燥方法，其特征在于：所述常规干燥处理的次数根据木材的厚度进行选择，具体为木材厚度为25-60mm的干燥3次、每次干燥3-4天，木材厚度为75-100mm的干燥5次、每次干燥3-4天。
6.根据权利要求1所述的一种木材快速干燥方法，其特征在于：所述木材即可是生材也可是气干材。
7.根据权利要求1所述的一种木材快速干燥方法，其特征在于：所述木材可选用桃花芯、楸木、赤桦、松木或柳桉木材。
8.根据权利要求1所述的一种木材快速干燥方法，其特征在于：步骤4）中，在木材堆的进入端、流出端和木材中心处分别设置2个温度传感器，传感器放置高度一般离地面1.5m。
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