CN106903767B - 采用物理方法防止橡胶树木材粉蠹虫蛀蚀的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属木材加工技术领域，涉及一种采用物理方法防止橡胶树木材粉蠹虫蛀蚀的生产方法，是将橡胶木原木锯制成木方或坯料后堆垛、配重、气干，置入高温水热处理窑，加热并通入蒸汽，在干湿球温度同时升温的湿度环境下加热木材，待干球温度至95～137℃，保持加热但停止通入蒸汽；保持95～137℃，处理时间1～4天，待木材含水率低于15％，降温至70～80℃，调湿平衡处理至木材含水率8～12％，窑温低于45℃，出窑。本发明采用物理方法防止橡胶树木材粉蠹虫蛀蚀的生产技术，通过特定温度范围的高温水热蒸汽对橡胶进行处理，将橡胶树原木中的营养物质进行降解，在不采用化学防腐剂的情况下达到防虫的效果。

Description

采用物理方法防止橡胶树木材粉蠹虫蛀蚀的生产方法

技术领域

本发明属木材加工技术领域，涉及一种可防止橡胶树木材粉蠹虫蛀蚀的生产方法，具体涉及一种采用物理方法对橡胶木原木和湿锯材进行高温水热处理生产商品锯材、防止粉蠹虫蛀蚀的生产方法。本发明生产的橡胶木具有防粉蠹虫虫蛀、尺寸稳定且不使用任何化学药剂，板材环保的特点。

背景技术

橡胶树(Hevea brasiliensis)广泛种植于我国南方及东南亚，每年因更新出产的橡胶木超过1000万立方米。橡胶木属散孔材，易加工，纹理悦目，目前广泛用于制作家具、集成材指接板、玩具等木制品，为重要的人工林商品材。由于人工栽培，树木生长较快，原木含有6％-10％的淀粉和1-2％的可溶性糖，木材易腐朽、虫蛀和霉变。目前工业化生产采用硼化物和化学防霉剂加压浸注处理，再常规窑干的工艺生产商品锯材，防腐处理罐的压力一般达到1.5MPa，木材常规干燥周期较长，干燥窑的容量和干燥效率制约工厂的年产量，因此，防腐和干燥成本是橡胶木锯材生产的主要成本之一。

粉蠢虫是世界性木材害虫，国内黄河以南危害比较严重，许多种阔叶树，如豆科及桑科的边材、榆树、白蜡树、黄桐和橡胶木等以及竹材和藤材等常受粉蠢虫危害。研究表明，粉蠹虫虽靠取食木材为生，但其体内缺乏纤维素酶不能消化纤维素和木质素，细胞内含物淀粉和可溶性糖等是其主要营养成份，大量纤维素和木质素通过消化道后变成粉未排出体外，另外，粉蠹幼虫在人工饲养中添加淀粉及可溶性糖的体重增加较多而不添加则体重减轻，亦表明淀粉和可溶性糖等是其可以吸收的主要营养，故含淀粉少的木材也不易受粉蠹虫害(施振华，林业科学1987，23(1)，109-114)。

现代的橡胶木制品室内使用腐朽危害很少，工厂及时干燥和油漆亦可防止霉变，但如何高效、节能、环保地防止其粉蠹虫蛀依然是本领域的研究方向之一。水浸法保存原木及锯材是我国民间传统的防蛀方法，但浸水时间较长，工业上一般采用化学防虫药剂(硼化物)加压浸注处理，虽然硼化物低毒环保，但仍然属于化工化学品，在人们越来越注重环境保护、身心健康、家居安全的今天，市场需要不采用化学方法、不添加化学品的环保天然的橡胶木商品锯材。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种采用物理方法防止橡胶树木材粉蠹虫蛀蚀的生产方法，采用高温水热蒸汽对橡胶木进行处理，能大幅度降低橡胶木中的淀粉和可溶性糖等营养物质，去除木材中的水分，实现同时达到防虫改性和木材干燥的目的。

本发明所采用的技术方案：

一种采用物理方法防止橡胶树木材粉蠹虫蛀蚀的生产方法，其步骤如下：

1)、将橡胶木原木锯制成木方或坯料；

2)、将木方或坯料堆垛并配重，气干，待高温水热处理；

3)、将堆垛木材置入高温水热处理窑，启动加热，并通入蒸汽，在干球温度和湿球温度保持同步升温的环境下升温至95℃，保持加热但停止通入蒸汽，待干球温度至95～133℃，依靠湿木材自身的水分蒸发获得高温蒸汽，保温并将排气窗微开，使得木材释放的多余水分可以通过排气窗缝隙自然散逸；保持95～137℃，处理时间1～4天，待木材含水率低于15％，降温至70～80℃，终了调湿平衡处理，至木材含水率8～12％，窑温低于45℃，出窑。

4)、检测橡胶木中的淀粉、可溶性糖含量，淀粉含量低于2.5％，可溶性糖低于0.5％，板材打包，入库。

步骤1)中的橡胶原木锯制方法是采用避心下锯法，或按照英制料尺寸规格下锯，可以减少因高温水热处理造成木材快速干燥致使带有髓心木材的开裂。

所述橡胶木木方或坯料是方条、自然板(梯形整边锯材)和规格材中的一种或几种，其初含水率自然砍伐条件下，一般80～100％。

所述木方或坯料的长度小于1.3m，板材宽度小于10.5cm，板材厚度小于6.0cm。

步骤3)中，升温至96-137℃处理，对于宽度超过7.5cm的橡胶木，木材含水率降低至在30～50％，温度优选为96～125℃，木材含水率低于25％后，控制温度高于125℃，优选木材中的淀粉含量降低至1.5％以下，可溶性糖降低至0.5％以下。

步骤3)中，水热处理设备的加热方式为导热油或高压蒸汽或炉气。

本发明的有益效果：

本发明采用物理方法防止橡胶树木材粉蠹虫蛀蚀的生产技术，通过特定温度范围的高温水热蒸汽对橡胶进行处理，将橡胶树原木中高达6～10％的淀粉和1～2％的可溶性糖等营养物质在高温高湿度环境中大部分降解，使以其为食物的粉蠹虫由于缺乏营养物质而拒食木材，在不采用化学防腐剂的情况下达到防虫的效果，板材绿色环保，同时高温高湿度环境下处理木材，去除木材中水分的速度大幅度提高，如常规干燥厚度2.5cm的橡胶木需要7天左右，而采用本发明只需要2～3天，降低了干燥周期和干燥成本，省略了橡胶木常规防腐的设备和防腐处理工序，兼顾防止粉蠹虫和木材干燥，同时，本发明处理木材的尺寸稳定性也优于传统常规干燥生产的橡胶木。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。

淀粉和可溶性糖测定方法参照：林业生物质原料分析方法20141560-T-432(淀粉测定、可溶性糖的测定)。

检测方法：

1、淀粉检测

1.1方法概要

试样经除去可溶性还原糖类后，淀粉用α-淀粉酶水解成小分子糖，再用盐酸水解成具有还原性质的单糖，还原性质的单糖与3,5-二硝基水杨酸反应生成橘红色化合物，在500到550nm下其吸光度与还原糖的浓度成正比，通过还原糖的含量可以换算出淀粉含量。

1.2标准曲线的制作

配制浓度分别为0mg/mL、0.1mg/mL、0.15mg/mL、0.2mg/mL、0.25mg/mL、0.3mg/mL、0.35mg/mL、0.4mg/mL的葡萄糖系列标准液。然后，取0mg/mL、0.1mg/mL、0.2mg/mL、0.3mg/mL、0.4mg/mL、0.5mg/mL、0.6mg/mL、0.7mg/mL的葡萄糖标准溶液各1mL，分别置于干燥的10mL比色管(7.0)中，各加入3,5-二硝基水杨酸溶液2mL，置沸水浴中5min，显色，然后以流水迅速冷却，加水定容至5mL，摇匀。以零号管作参比，在520nm出测定其吸光度值，绘制标准曲线。

1.3样品前处理

1.3.1取经缩分的待测样品，用植物粉碎机(6.1)粉碎至全部通过40目孔筛，充分混合，保存备用。

1.3.2试样水分含量的测定按GB/T 5009.3—2010执行。

1.3.3称取试样(7.1)2～5g(m₀，精确至0.01g)加入到装有25mL乙醇(5.6)的试管中，过夜，置于放有折叠滤纸的漏斗过滤除去可溶性糖类，将残留物移入250mL锥形瓶(6.3)内，并于用50mL水清洗滤纸及漏斗，洗液并入瓶内。

1.3.4向烧瓶内加入2mL二甲基亚砜(5.3),用磁力搅拌器(6.4)摇匀后在沸水浴加热15min，使淀粉糊化。

1.3.5将糊化的试样放置冷却至60℃以下后，加入20mLα-淀粉酶溶液(5.1)，在恒温水浴锅(6.7)中55±1℃保温水解40min，并经常搅拌。

1.3.6取酶解液(7.5)滴加1滴碘液(5.2)，若不显蓝色说明酶解完成，可进行下一步操作，若显蓝色，再加入20mLα-淀粉酶溶液并加热糊化，直至加碘不显蓝色为止。

1.3.7将酶解完全的试样加热至沸腾，冷却后移入250ml容量瓶中，定容，摇匀，过滤，弃去初滤液。

1.3.8取30mL滤液(7.7)，置于250mL圆底烧瓶(6.9)，加入3mL盐酸(5.7)，安装回流冷凝管(6.8)在沸水浴中回流40min。冷却后滴加1滴酚酞指示剂(5.4)，用氢氧化钠(5.9)滴至粉红色，溶液转入50mL容量瓶中，洗涤锥形瓶，定容后摇匀备用。

1.4样品测定

取已经制备好的样液1mL(7.8)置于干燥的10mL比色管中，加入2mL3,5-二硝基水杨酸溶液，置沸水浴中5min，显色，然后以流水迅速冷却，加水定容至5mL，摇匀。在520nm出测定其吸光度值，由标准曲线查出样品中还原糖含量，按下式计算试样中淀粉的干基含量(X)，以质量分数表示。

式中：X-试样中淀粉的干基含量，％；m₁-从标准曲线上读得的还原糖(以葡萄糖计)质量，单位为毫克(mg)；m₂-试剂空白相当于还原糖(以葡萄糖计)质量，单位为毫克(mg)；m₀-试样质量，单位为克(g)；ω-试样水分含量，％；0.9-还原糖(以葡萄糖计)换算成淀粉的换算系数。

2、可溶性糖检测

2.1方法概要

用热水溶液提取木材中的可溶性糖组分，提取液经过滤、定容、微孔滤膜过滤后，采用高效液相色谱分析，根据色谱峰的保留时间定性，通过计算可得其可溶性糖含量。

2.2标准工作曲线的绘制

分别吸取6个浓度的糖标准工作液，经0.22μm滤膜过滤后，注入高效液相色谱仪，在上述色谱条件下测定糖标准溶液的响应值(峰面积)，以浓度为横坐标、峰面积为纵坐标，绘制单糖的标准工作曲线。

c_n＝k_nA_n+b_n

式中：n—糖种类标识

c_n—某糖标准溶液浓度(mg/mL)；

A_n—某糖的液相色谱信号响应值；

k_n—某糖标准工作曲线的斜率(mg/mL)；

b_n—某糖标准工作曲线的截距(mg/mL)。

2.3可溶糖的提取

称取1g～2g(m₁，精确至0.0001g)试样(同时另称取试样按CB/T 2677.2标准方法测定水分含量)，移入带有冷凝管的250mL具塞三角瓶中，加入50mL 95-100℃的热蒸馏水，置于沸水浴中，浸提1h，浸提后冷却至室温。用倾泻法经已恒重的1G2玻璃滤器抽吸过滤，用热蒸馏水洗涤残渣及三角瓶并将瓶内残渣全部洗入滤器中，继续洗涤至洗液无色后，将滤液转移至200mL容量瓶中用蒸馏水定容至刻度(l₁)，取约2mL滤液，用0.22μm微孔滤膜过滤至样品瓶，待色谱仪测定。

2.4样品中可溶性糖的测定

吸取待测液注入高效液相色谱仪，测定样液的响应值(峰面积)，对每个样品进行重复进样。若样液浓度可能超出标定范围，先将样液进行稀释(稀释比例记为D)，再进行测定。根据标准曲线计算样液中葡萄糖，半乳糖，甘露糖，木糖，阿拉伯糖，蔗糖的含量(q_n)，或者利用回归方程式计算样液中葡萄糖，半乳糖，甘露糖，木糖，阿拉伯糖，蔗糖的含量。

2.4.1定性

根据标准溶液色谱图的保留时间确定被测试样中出现的可溶性糖组分数目和组分名称。

2.4.2定量

试样中各可溶性糖组分的含量以质量分数x_n计，数值用mg/g表示，按照下式计算：

式中：

n—糖种类标识；

q_n—根据标准工作曲线算出的样液中糖的含量，单位为每毫克每克(mg/mL)；

D—样液检测前稀释倍数

l₁—提取液总体积，单位为毫升(mL)

m₁—试样的质量，单位为克(mg)；

w—水分及挥发物(质量分数)，％。

实施例一

1)、将橡胶木小原木锯制成小规格材，作为生产集成材指接板的原料，其规格厚度2.5cm，板材长度分别为40cm，50cm，60cm，70cm，80cm，板材宽度4.5cm，5.5cm，6.5cm，7.5cm；

2)、将板材堆垛并配重，气干；

3)、将木材置入高温水热处理窑，启动加热，并通入蒸汽，95℃以下时保持干球和湿球同步升温，待干球升温至137℃，保持加热但停止通入蒸汽，排气窗微开，使得木材释放的多余水分可以通过排气窗缝隙自然散逸，保持2天，待木材含水率低于15％，降温至80℃，终了调湿平衡处理，至木材含水率12％，窑温低于45℃，出窑。

4)、检测橡胶木中的淀粉、可溶性糖含量，结果见表1，同时板材打包，入库。

实施例二

1)、将橡胶木原木锯制成自然板和英制规格材，作为生产实木家具的原料，自然板其规格厚度2.5cm，3.5cm，长度2m，宽度小头大于10cm，英制规格材其厚度2.5cm，3.5cm，板材长度1-1.3m，板材宽度小于10.5cm；

2)、将板材堆垛并配重，气干；

3)、将木材置入高温水热处理窑，启动加热，并通入蒸汽，95℃以下时保持干球和湿球同步升温，待干球升温至121℃，保持加热但停止通入蒸汽，排气窗微开，使得木材释放的多余水分可以通过排气窗缝隙自然散逸，木材含水率降低至35％，温度降低为115℃，木材含水率低于25％后，温度增加至125℃，共计保持3天，待木材含水率低于15％，降温至80℃，终了调湿平衡处理，至木材含水率12％，窑温低于40℃，出窑。

4)、检测橡胶木中的淀粉、可溶性糖含量，结果见表1，同时板材打包，入库。

实施例三

1)、将橡胶木原木锯制成自然板和英制规格材，作为生产实木家具的原料，自然板其规格厚度4.5cm，5.5cm，长度2m，宽度小头大于12cm，英制规格材其厚度4.5cm，5.5cm，板材长度1-1.3m，板材宽度小于10.5cm；

2)、将板材堆垛并配重，气干；

3)、将木材置入高温水热处理窑，启动加热，并通入蒸汽，95℃以下时保持干球和湿球同步升温，待干球升温至117℃，保持加热但停止通入蒸汽，排气窗微开，使得木材释放的多余水分可以通过排气窗缝隙自然散逸，木材含水率降低至40％，温度降低为110℃，木材含水率低于25％后，温度增加至118℃，共计保持4天，待木材含水率低于12％，降温至80℃，终了调湿平衡处理，窑温低于40℃，出窑。

4)、检测橡胶木中的淀粉、可溶性糖含量，结果见表1，同时待板材打包，入库。

对比试验：

为了鉴定橡胶木材料的防虫蛀蚀效果，对上述实施例所得的处理后的橡胶木材料粉蠹虫蛀蚀情况进行观察，以不经处理的橡胶木素材为对照。试验方式：将材料堆垛放置于通风、干燥的室内(自然环境)。试验时间：1年。试验结束后观察材料防虫情况，结果见表1。

表1橡胶木的淀粉、游离糖含量及防蛀情况

上述结果显示，经本发明所述的处理方法处理过的橡胶木材料，因材料中的淀粉、可溶性糖含量较低，常规放置一年后未见粉蠹虫蛀蚀，而不作处理的橡胶木素材放置一年后遭受粉蠹虫蛀蚀，表明采用本发明方法能在不采用化学防腐剂的情况下达到防虫的效果，可用于制作家具、集成材指接板、玩具等木制品。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种采用物理方法防止橡胶树木材粉蠹虫蛀蚀的生产方法，其特征在于，其步骤如下：

1)、将橡胶木原木锯制成坯料；

2)、将坯料堆垛并配重，气干，待高温水热处理；

3)、将堆垛木材置入高温水热处理窑，启动加热，并通入蒸汽，在干球温度和湿球温度保持同步升温的环境下升温至100℃，保持加热但停止通入蒸汽，待干球温度至95～137℃，依靠湿木材自身的水分蒸发获得高温蒸汽，保温并将排气窗微开，使得木材释放的多余水分可以通过排气窗缝隙自然散逸；保持95～137℃，处理时间1～4天，待木材含水率低于15％，降温至70～80℃，终了调湿平衡处理，至木材含水率8～12％，窑温低于45℃，出窑；

4)、检测橡胶木中的淀粉、可溶性糖含量，淀粉含量低于2.5％，可溶性糖低于0.5％，板材打包，入库。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：步骤1)中的橡胶原木锯制方法是采用避心下锯法，或按照英制料尺寸规格下锯。

3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述橡胶木坯料是方条、自然板和规格材中的一种或几种。