CN106369938A - 一种速生桉锯材的干燥方法 - Google Patents

Abstract

一种速生桉锯材的干燥方法，是将速生桉木头锯成一定规格的板材，再把板材进行交叉堆叠成堆进行自然干燥，最后进行机械强迫定型干燥成成品。本发明中，板材在自然干燥环节中，通过堆叠可以进行立体干燥，用重物压紧，保障板材不变形。在机械干燥环节中，实现自动化、规模化生产，降低劳动强度，工作效率大幅度提高。干燥速度快，节约了热能，减少了电耗，从初始进料到干燥成成品仅用45‑90分钟。实行机械压直、机械推送、加热干燥定型，可实现连续生产，有效避免板材在干燥环节中产生开裂、皱缩、翘曲变形、内裂、塌陷等缺陷，板材定型效果好，干燥成材、出材率极高。通过实施本发明，解决了速生桉木干燥难、难以规模化生产及实木利用的问题。

Description

一种速生桉锯材的干燥方法

技术领域

本发明属于一种木材干燥方法，具体涉及到一种速生桉锯材的干燥方法。

技术背景

速生桉是全球生长速度快、经济价值大、生态和社会效益高的树种。同时被推选为最有发展前景的生态林和工业用材林。随着天然林资源保护工程的实施，木材及其制品需求量的增加和人类追求自然时尚温度的提升，桉树人工林木材在市场上逐渐走红。多数国家将过去仅用于纸浆生产的桉树林木材生产部分转向了实体木材加工，同时，国内外许多木材加工生产和科研部门广泛开展了桉树实体木材性质和加工利用技术的研究。澳大利亚、南非和巴西等国率先取得了多项实用技术研究成果。在开展研究过程中，都发现一个共性的结果，就是桉树木材在干燥过程中产生的皱缩和开裂是较为严重的干燥缺陷，特别是皱缩的发生不仅使木材的强度大为降低，木材的利用率降低，严重的还会使木材产生内裂，甚至使木材报废。

木材皱缩是木材干燥时发生的一种干燥缺陷，皱缩和宏观表现是板材表面呈不规程的局部向内凹陷且横面呈现不规则图形，木材厚度方向收缩率大幅度增加。皱缩不仅使木材的收缩率增大，损失增加，而且因其并非发生在木材所有部位或某组织的全部细胞，因而导致木材干燥时产生变形。皱缩时还会经常伴随内裂和表面开裂，使木材强度降低甚至报废。而且极易出现变形、内裂、塌陷等缺陷。

同时，很多人工林木材的普遍特性是，生产快，密度低，因而强度低。桉树人工林木材是为数不多的既生长快又具有较高密度的阔叶树种，和其他人工林树种相比，由于桉树生长速度非常快，在生长过程中形成很大的生长应力，使得桉树木材的加工(包括锯解、干燥等)容易出现开裂和变形等缺陷。另一方面，由于桉树木材具有很大的密度，因而往往具有很好的强度，这为桉树木材的实木利用价值提供了可能。事实上，很多国家把桉树木材广泛应用于制作高档家具等实木利用的场合。由此可见，桉树是一种难以加工，但又具有很大实木开发潜力的木材。而实木利用的关键是桉树干燥。

为合理利用桉树木材资源，提高利用价值，科研人员广泛探讨了桉木材性与干燥特性之间的关系。影响木材干燥速度的因素有内因和外因，内因有含水率、心边材、纹理方向等。外因有干燥介质的温度、湿度和气流速度等。

1、内在因素

(1)木材树种及构造特征：不同树种的木材具有不同的构造，它的纹孔大小与数量，以及纹孔膜上微孔的大小都有很大差异，因此水分沿上述路径移动的难易程度有别，即木材树种是影响干燥速度的主要内因。由于环孔硬阔叶树材(例如酸枝木)导管和纹孔中充填物多、纹孔膜上微孔的直径小，所以其干燥速度明显小于散孔阔叶树材；在同一树种中，密度增大，大毛细管内水分流动阻力增大，细胞壁内水分扩散路径延长，难于干燥。木材常规干燥过程可近似认为是沿材厚方向的一维传热传质过程，厚度增加，传热传质距离变长、阻力加大，干燥速度明显下降。

(2)木材含水率：纤维饱和点之下，随着含水率的降低，吸着水的横向扩散系数减小，而水蒸气在细胞腔中的扩散系数则增大，由于干燥过程中水蒸气在细胞腔中扩散所占比例不大，含水越低水分扩散路径越长，所以含水率越低越难干燥。

(3)木材心边材：阔叶树心材细胞中内含物较多，针叶树心材中的纹孔多数是闭塞的，所以心材较边材难干燥。

(4)木材纹理方向：木射线有利于水分传导，沿木材径向的水分传导比沿弦向约大15％～20％，所以，弦切板通常比径切板干燥速度快。

虽然内因无法控制，但是只要根据木材的特性因势利导，合理利用干燥设备和技术，同样可以提高干燥速度，既能减少不必要的损失，又能在保持木材材性的前提下提高干燥效果。

2、外在因素

(1)温度：温度是影响木材干燥速度的主要因素。温度升高，木材中水分压力升高，液态自由水的粘度降低，有利于促进木材中水分的流动和扩散；同时干燥介质的容湿能力提高，加快木材表面水分的蒸发速度。但值得注意的是如果温度过高，会引起木材的开裂和变形、降低力学强度、变色等，应适当控制。

(2)湿度：相对湿度是影响木材干燥速度的重要因子。在温度与气流速度相同的情况下，相对湿度越高，介质内水蒸气分压越大，木材表面的水分越不易向介质中蒸发，干燥速度越慢；相对湿度低时，表面水分蒸发快，表层含水率降低，含水率梯度增大，水分扩散势等增大，干燥速度快。但相对湿度过低，会造成开裂及蜂窝裂等干燥缺陷问题的发生甚至加重。

(3)气流循环速度：气流循环速度是另一个影响木材干燥速度的因素。高速气流能破坏木材表面上的饱和蒸汽界层，从而改善介质与木材之间传热、传质条件，加快干燥速度。对于难干材或当木材含水率较低时，木材内部水分移动决定着干燥速度；通过提高大介质流速来加快表面水分的蒸发速度没有实际意义，反而会加大含水率梯度，增大产生干燥缺陷的危险性。所以，难干材不需要很大介质循环速度。

上述三个外在因素是可以人为控制的外因，控制得当，可在确保木材干燥质量的前提下加快干燥速度。例如，干燥针叶材或软阔叶材薄板时，因木材内部水分移动较易，可适当提高干球温度、降低介质湿度、提高气流循环流速，以加快干燥速度；但干燥红木木材或厚板时，宜采用较低的温度、较高的湿度和较小的气流循环速度，以免产生干燥缺陷。

桉树木材一般定性为难干材，对桉树木材的干燥而言，由于生长应力的原因很容易造成木材开裂、皱缩、翘曲变形等缺陷。在此种情况下，减少因木材干缩而产生的开裂、皱缩、翘曲变形等缺陷，对于桉树木材而言显得尤为重要。科研人员经过长期的研究实验，最终研制出高质有效的干燥工艺，此项研究填补了国内在桉树木材干燥技术研究方面的空白，解决了桉木的干燥技术，为桉树木材的高附加值利用提供了技术保障。如刘元等研究的柠檬桉的干燥速度在30h以上，干燥等级为5级，圆角桉干燥速度在21～30h，干燥等级为4级。而有关文献显示，所试验得巨尾桉的干燥速度为15h左右，干燥等级为2级，因此巨尾桉属于比较易干燥的树种，这在一定程度上与桉树为难干材的一般定论相悖，可见桉属中在干燥性能方面还是存在着较大的个性差异。

上述干燥方法虽然解决了桉树木材的干燥工艺，但却也存在耗时过长、耗能大、工艺繁杂、用工量大、生产成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的就是克服上述桉树木材的干燥工艺所存在的缺点而提供全新的一种速生桉锯材的干燥方法。具体包括：将速生桉木头锯成一定规格的板材，再把板材进行交叉堆叠成堆进行自然干燥，最后通过可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置进行机械强迫干燥定型成成品。

所述的一种可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置是由架体、板材限位管架、供热管道组成。其中，架体是由架脚、上固定架、下固定架组成，板材限位管架是一种方形管道。供热管道也是一种方形管道，在供热管道的顶部设置有进气孔，在供热管道的封面底部设置有出气孔。该装置的应用原理是：将该装置与拼接机的相关配套设施连接好，同时把供热管道分别连接到布局在上固定架和下固定架的供热管道其进气孔中。将指接好的集成板材放置于布局在上固定架和下固定架的板材限位管架与供热管道之间的通道中，然后启动本发明与拼接机的相关配套设施，同步实施指接好的集成板材的烘干和拼接工序。应用该装置，可省去了板材或方条先烘干再拼接的工序，使板材或方条可以直接在机器上同步实现干燥和拼接。同时，该装置的转热载体不直接使用板材限位架体做为供热管道，而是另外采用可活动、无限位定型作用的其他供热管道并排对板材进行加热、烘干、定型；拼板机拼板送料时因板材限位管架不受热胀冷缩影响变形，继而板材亦不会受板材限位管架的影响跟随翘曲、变形。制备出来的板材不但后续加工工序少，减少损耗，而且质量更稳定。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种速生桉锯材的干燥方法，技术方案中在于包括如下步骤：

1、锯材：将速生桉木头锯成宽度是10-30mm，厚度是10-30mm的板材。

2、自然干燥：把板材进行交叉堆叠成堆，再用重物压紧定型，自然干燥至木材水分含量在20％以下。

3、机械强迫干燥定型：把水分含量在20％以下的上述速生桉锯材不间断的送入在可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置内，通过恒定在130℃温度之间，持续时间在45分钟-90分钟内的强迫干燥定型。

4、成品：速生桉锯材完成机械强迫干燥定型后即得成品。

本发明具有如下优点：

1、本发明所提出的速生桉锯材干燥方法构思新颖，生产工艺简单，容易实施。

2、本发明中，板材在自然干燥环节中，通过堆叠可以进行立体干燥，同时，用重物压紧，保障板材不变形。

3、传统的桉树干燥工艺，如完成干燥程序需要15个小时以上。本发明中，在机械干燥环节中，实现自动化、规模化生产，降低劳动强度，工作效率大幅度提高。同时，干燥速度快，节约了热能，减少了电耗，从初始进料到干燥成成品仅用45-90分钟。

4、本发明中，实行机械压直、机械推送、加热干燥定型，可实现连续生产，可有效避免板材在干燥环节中产生开裂、皱缩、翘曲变形、内裂、塌陷等缺陷，板材定型效果好，干燥成材率和出材率极高。

5、本发明中，根据桉木的结构特性，将速生桉木锯成宽度是10-30mm，厚度是10-30mm的板材，再进行自然干燥和机械强迫干燥，有效的去除了该木材特殊的结构应力。

6、通过实施本发明，解决了速生桉木干燥难、难以规模化生产、难以实木利用的问题。

具体实施方式

现结合实施例对本发明进行详细的说明：

一种速生桉锯材的干燥方法，技术方案中在于包括如下步骤：

1、锯材：将速生桉木头锯成宽度是10-30mm，厚度是10-30mm的板材。

2、自然干燥：把板材进行交叉堆叠成堆，再用重物压紧定型，自然干燥至木材水分含量在20％以下。

3、机械强迫干燥定型：把水分含量在20％以下的上述速生桉锯材不间断的送入在可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置内，通过恒定在130℃温度之间，持续时间在45分钟-90分钟内的强迫干燥定型。

4、成品：速生桉锯材完成机械强迫干燥定型后即得成品。

具体实施例1：

1、锯材：将速生桉木头锯成宽度是30mm，厚度是10mm的板材。

2、自然干燥：把板材进行交叉堆叠成堆，再用重物压紧定型，自然干燥至木材水分含量在20％以下。

3、机械强迫干燥定型的方法及过程如下：

(1)把水分含量在20％以下的上述速生桉锯材不间断的送入在可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置内，当自然环境温度在30℃-35℃时，将装置的温度恒定在130℃温度左右，持续时间在45分钟内的强迫直线运行干燥定型；

(2)把水分含量在20％以下的上述速生桉锯材不间断的送入在可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置内，当自然环境温度在25℃-30℃时，将装置的温度恒定在130℃温度左右，持续时间在50分钟内的强迫直线运行干燥定型；

(3)把水分含量在20％以下的上述速生桉锯材不间断的送入在可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置内，当自然环境温度在20℃-25℃时，将装置的温度恒定在130℃温度左右，持续时间在57分钟内的强迫直线运行干燥定型；

(4)把水分含量在20％以下的上述速生桉锯材不间断的送入在可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置内，当自然环境温度在15℃-20℃时，将装置的温度恒定在130℃温度左右，持续时间在65分钟内的强迫直线运行干燥定型；

4、成品：速生桉锯材完成机械强迫干燥定型后即得成品。

具体实施例2：

1、锯材：将速生桉木头锯成宽度是10mm，厚度是30mm的板材。

2、自然干燥：把板材进行交叉堆叠成堆，再用重物压紧定型，自然干燥至木材水分含量在20％以下。

3、机械强迫干燥定型的方法及过程如下：

(1)把水分含量在20％以下的上述速生桉锯材不间断的送入在可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置内，当自然环境温度在30℃-35℃时，将装置的温度恒定在130℃温度左右，持续时间在45分钟内的强迫直线运行定型干燥；

(2)把水分含量在20％以下的上述速生桉锯材不间断的送入在可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置内，当自然环境温度在25℃-30℃时，将装置的温度恒定在130℃温度左右，持续时间在50分钟内的强迫直线运行定型干燥；

(3)把水分含量在20％以下的上述速生桉锯材不间断的送入在可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置内，当自然环境温度在20℃-25℃时，将装置的温度恒定在130℃温度左右，持续时间在57分钟内的强迫直线运行干燥定型；

(4)把水分含量在20％以下的上述速生桉锯材不间断的送入在可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置内，当自然环境温度在15℃-20℃时，将装置的温度恒定在130℃温度左右，持续时间在65分钟内的强迫直线运行干燥定型；

4、成品：速生桉锯材完成机械强迫干燥定型后即得成品。

Claims (1)

1.一种速生桉锯材的干燥方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)锯材：将速生桉木头锯成宽度是10-30mm，厚度是10-30mm的板材；

(2)自然干燥：把板材进行交叉堆叠成堆，再用重物压紧定型，自然干燥至木材水分含量在20％以下；

(3)机械强迫干燥定型：把水分含量在20％以下的上述速生桉锯材不间断的送入在可机械压直、机械推送、加热干燥、散气和定型的装置内，通过恒定在130℃温度之间，持续时间在45分钟-90分钟内的强迫干燥定型；

(4)成品：速生桉锯材完成机械强迫干燥定型后即得成品。