CN107036394B - 一种楠木板材的真空干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种楠木板材的真空干燥方法，该干燥方法包括：预热、蒸汽加热、抽真空、调湿处理等步骤。预热时间与板材厚度呈正比，在蒸汽加热步骤中蒸汽的温度为50～70℃，并在该过程中引入干湿计监控干燥装置中的湿度，抽真空时维持干燥装置的真空度在0.008～0.012MPa范围内；进行调湿处理时，水蒸气的温度为55～60℃，干湿计的温差控制在5～6℃，处理时间为10～20h。采用上述干燥步骤，楠木板材不会发生开裂，颜色变化不大，而且干燥时间短，干燥质量高。

Description

一种楠木板材的真空干燥方法
技术领域
本发明涉及一种木材处理方法，具体涉及一种楠木板材的真空干燥方法。
背景技术
楠木是我国珍贵家具用材树种，楠木干燥是家具制造过程中的必要环节，干燥质量的好坏决定了楠木的利用率，甚至影响后续使用过程中的开裂和变形。
目前常用的楠木干燥方法为常规蒸汽干燥，干燥速度慢，为了提高干燥速度通常通过提高干燥的温度实现，而温度的提升一方面使楠木木材失去原本的材色，同时高温使木材发生开裂和变形的几率大幅度增加，该方法干燥的楠木木材利用率不高，颜色变化大，使楠木木材附加值大幅下降。有文献公布了一种楠木干燥处理方法，通过室外静置和烘干窑两次加热的方式，其采用先自然干燥，然后通过蒸汽干燥的方法对楠木进行干燥，前期的自然干燥时间180～200小时，时间周期长，并且在自然干燥过程中木材容易发生开裂变形。随后采用蒸汽加热120～180小时，总的干燥时间为300～380小时，不仅干燥周期长，而且干燥质量还得不到保证。
发明内容
针对上述现有现有技术，本发明提供一种楠木板材的真空干燥方法，该方法能有效解决在干燥过程中板材开裂变形、干燥周期长的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种楠木板材的真空干燥方法，该真空干燥方法依次包括以下步骤：
(1)预热：将楠木板置于干燥设备中，采用100℃的饱和水蒸气对楠木板进行预热，预热时间与楠木板厚度之间的关系为1.5h/cm；
(2)抽真空：待预热后的楠木板自然冷却至45～50℃时抽真空，真空度维持在0.008～0.012MPa，待材芯温度降至30℃时停止抽真空；
(3)蒸汽加热：步骤(2)中干燥设备恢复常压后，打开风机并向其中通入50～70℃的水蒸气进行加热，材芯温度达到45～50℃时停止加热，风机继续运行20～30min，在通入水蒸气的过程中，使干湿计的干球与湿球温差控制在3～5℃的范围内；
(4)抽真空：步骤(3)加热完成后，对干燥设备进行抽真空，真空度维持在0.008～0.012MPa范围内，待材芯温度降至30℃时停止抽真空；
(5)重复步骤(3)和(4)，至楠木板的含水率下降至10％～11％；
(6)调湿处理：将55～60℃的水蒸汽持续通过干燥设备，同时干湿球温差控制在5～6℃，通入水蒸汽的时间为10～20h。
本发明的有益效果是：经过预热处理后，木材芯层温度提高，在后续干燥阶段，水分能够快速向表层移动，而且预热还可以降低纤维饱和点及水分的粘度，并使板材表层毛细管舒张，提高水分的传导性，减少干燥时间；预热完后先抽一次真空，在减少水分的同时，使板材的温度变得更加均匀，还减小了板材的表面应力，后续处理更加方便和安全；采用水蒸气干燥，在干燥过程中不会发生开裂，而且在高温蒸汽环境中，板材中的水分更容易蒸发，加快干燥速度,同时在风机的存在下，加热蒸汽运动速度加快，能够快速到达干燥设备的各个角落，并与楠木板材充分接触，提高了干燥效率；加热完成后风机继续运行20～30min，板材内外温差减小，在后续抽真空步骤中不会因温差过大而引起板材开裂，而且水分在真空环境中沸点降低，更容易蒸发，同时板材在真空环境不会发生高温氧化，楠木板材的颜色不会发生太大变化；经过调湿处理后，不仅能消除板材的内应力，提升干燥质量，还能恢复楠木板材本身的颜色。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤(2)中真空度维持在0.012MPa。
进一步，步骤(3)中通入的水蒸汽温度为60℃。
进一步，步骤(6)中水蒸汽温度为60℃。
进一步，步骤(6)中通入水蒸汽的时间为10h。
上述参数为优选参数，在其参数下，干燥时间最短，干燥的楠木板不会开裂，干燥质量最佳。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明的实施例中，提供了一种楠木板材真空干燥方法，包括预热、抽真空、蒸汽加热、调湿处理等步骤。干燥前，将待干燥的楠木板整齐的堆砌在干燥设备中，为了充分干燥，每块楠木板之间最好留有一定空隙，以便预热蒸汽和加热蒸汽与楠木板充分接触，并且使楠木板受热均匀，避免楠木板由于受热不均而开裂。堆放好楠木板材后，向干燥设备中通入饱和水蒸汽，对楠木板进行预热处理。通入的饱和水蒸气最好具有较高的温度，这样热量才能在短时间内传递到板材内部，提高芯层温度，内部水分能够更快的向表层移动，而且经过预热处理后，楠木板材的纤维饱和点及水分的粘度降低、表层毛细管舒张，水分传导性大幅提高，后面的干燥阶段可以节约大量时间。本发明中通入的饱和水蒸气的温度为100℃；预热时间应该严格控制，不然持续高温可能降低楠木板材的品质，经过试验验证，待干燥的楠木板的厚度每增加1cm，预热时间增加1.5h比较合适，如30mm厚的楠木板材预热时间为4.5h，这样不仅可以充分预热，而且保全了楠木板本身的特性。预热完成后，停止通入饱和水蒸气，此时让楠木板材自然冷却，在此过程中测量材芯的温度，当材芯温度降至45～50℃左右时，封闭干燥设备，用抽真空设备对干燥设备抽真空，直到干燥设备中的绝对压力处于0.008～0.012MPa范围内，停止抽真空，关闭真空阀维持该真空度，让干燥设备中的楠木板材在真空环境中降温，待材芯温度降至30℃左右时打开真空阀，使干燥设备恢复常压。经过上述步骤后，向干燥设备中通入50～70℃的水蒸汽对楠木板材进行加热，此时采用不饱和水蒸汽，不饱和水蒸气可以更快的带走板材中的水分，减少干燥时间；楠木板处于不同的湿度环境中其水分流失速率是不一样的，为了加快水分的流失，在干燥设备中安装干湿计对干燥设备中的湿度进行严格监控，考虑到楠木板材的含水量与通入的水蒸气温度，控制干湿计干球与湿球温差在3～5℃的范围内，蒸汽加热至材芯温度达到45～50℃，最好达到50℃后，停止通入水蒸气，让楠木板自然降温。待楠木板材的温度在真空环境中降至30℃左右时，打开真空阀，使干燥装置恢复到常压。经过一次蒸汽加热和抽真空干燥，楠木板材的水分还不能去除到理想状态，因此多次重复蒸汽加热和抽真空干燥步骤，每完成一次重复，测量楠木板中的水分含量，直到板材中的水分含量处于10％～11％的范围为止。木材在高温环境中极易氧化变色，经过上述步骤处理后，楠木板材都有一定程度的氧化，其颜色也会发生一定的变化，为了恢复楠木板材本身的颜色，干燥完成后还要进行调湿处理，所述调湿处理是将55～60℃的水蒸汽通过干燥设备，并控制干燥设备中干湿计的温差为5～6℃，通入水蒸气的时间不宜过短，经过试验，当时间控制在10～20h左右时，板材的颜色就能恢复到其本来的颜色。
采用上述真空干燥方法干燥的楠木板，不仅不会开裂，而且干燥质量良好，能很好的保持楠木板材本身的颜色，同时，整个干燥过程持续时间短，总耗时在48～96小时内，相对于现有干燥技术节约了大量时间。
下面的实施例只是用于详细说明本发明，并不以任何方式限制发明的范围。实施例一
本实施方式采用1000mm(长)×100mm(宽)×30mm厚的楠木板材进行真空干燥，具体步骤如下：
(1)将30mm厚的楠木板材采用垫条隔开堆放在干燥设备中；采用100℃饱和蒸汽预热，预热时间4.5小时；
(2)当木材芯层温度自然冷却至50℃时开始抽真空，设备内绝对压力控制为0.008MPa，抽真空约30min后停止抽真空，并打开真空阀泄真空，使干燥设备内恢复常压；
(3)加热木材，采用60℃蒸汽加热，干湿计干球和湿球温度分别控制在60℃和55℃，当木材中心层温度达到50℃时停止加热，风机继续运行30min；
(4)抽真空30min，设备内绝对压力控制为0.008MPa，打开真空阀门，泄压使设备内部压力恢复常压；
(5)继续循环重复步骤(3)和(4)，直至楠木板材的含水率下降到10％时为止；
(6)向干燥设备中持续通入温度为60℃的水蒸气，同时控制干湿球温度差为5℃，处理的时间为10小时。
本实施方式干燥的楠木板材的干燥质量具体数据如下：
实施例二
本实施方式采用1000mm(长)×100mm(宽)×30mm厚的楠木板材进行真空干燥，具体步骤如下：
(1)将30mm厚的楠木板材采用垫条隔开堆放在干燥设备中；采用100℃饱和蒸汽预热，预热时间4.5小时；
(2)当木材芯层温度自然冷却至50℃时开始抽真空，设备内绝对压力控制为0.012MPa，抽真空约30min后停止抽真空，并打开真空阀泄真空，使干燥设备内恢复常压；
(3)加热木材，采用60℃蒸汽加热，干湿计干球和湿球温度分别控制在60℃和55℃，当木材中心层温度达到50℃时停止加热，风机继续运行30min；
(4)抽真空30min，设备内绝对压力控制为0.012MPa，打开真空阀门，泄压使设备内部压力恢复常压；
(5)继续循环重复步骤(3)和(4)，直至楠木板材的含水率下降到10％时为止；
(6)向干燥设备中持续通入温度为60℃的水蒸气，同时控制干湿球温度差为5℃，处理的时间为10小时。
本实施方式干燥的楠木板材的干燥质量具体数据如下：
实施例三
本实施方式采用1000mm(长)×100mm(宽)×30mm厚的楠木板材进行真空干燥，具体步骤如下：
(1)将30mm厚的楠木板材采用垫条隔开堆放在干燥设备中；采用100℃饱和蒸汽预热，预热时间4.5小时。
(2)当木材芯层温度自然冷却至50℃时开始抽真空，设备内绝对压力控制为0.008MPa，抽真空约30min后停止抽真空，并打开真空阀泄真空，使干燥设备内恢复常压；
(3)加热木材，采用50℃蒸汽加热，干湿计干球和湿球温度分别控制在58℃和55℃，当木材中心层温度达到45℃时停止加热，风机继续运行20min；
(4)抽真空30min，设备内绝对压力控制为0.008MPa，打开真空阀门，泄压使设备内部压力恢复常压；
(5)继续循环重复步骤(3)和(4)，直至楠木板材的含水率下降到10％时为止。
(6)向干燥设备中持续通入温度为60℃的水蒸气，同时控制干湿球温度差为5℃，处理的时间为10小时。
本实施方式干燥的楠木板材的干燥质量具体数据如下：
实施例四
本实施方式采用2000mm(长)×150mm(宽)×50mm厚的楠木板材进行真空干燥，具体步骤如下：
(1)将50mm厚的楠木板材采用垫条隔开堆放在干燥设备中；采用100℃饱和蒸汽预热8小时；
(2)当木材芯层温度自然冷却至45℃时开始抽真空，设备内绝对压力控制为0.008MPa，抽真空约50min后停止抽真空，并打开真空阀泄真空，使干燥设备内恢复常压；
(3)加热木材，采用70℃蒸汽加热，干湿计干球和湿球温度分别控制在55℃和50℃，当木材中心层温度达到45℃时停止加热，风机继续运行30min；
(4)抽真空50min，设备内绝对压力控制为0.008MPa，打开真空阀门，泄压使设备内部压力恢复常压；
(5)继续循环重复步骤(3)和(4)，直至楠木板材的含水率下降到10％时为止。
(6)向干燥设备中持续通入温度为55℃的水蒸气，同时控制干湿球温度差为6℃，处理的时间为20小时。
本实施方式干燥的楠木板材的干燥质量具体数据如下：
实施例五
本实施方式采用1000mm(长)×100mm(宽)×30mm厚的楠木板材进行干燥，具体步骤如下：
(1)将楠木板材置于室外180h；
(2)将楠木板材用垫条隔开堆放在干燥设备中；
(3)加热木材，采用70℃蒸汽加热，使楠木板材温度升至60℃，保持该温度150h；
(4)停止加热，自然空冷至室温。
本实施方式干燥的楠木板材的干燥质量具体数据如下：

Claims (5)

1.一种楠木板材的真空干燥方法，其特征是：依次包括以下步骤：
(1)预热：采用100℃的饱和水蒸气对楠木板进行预热，预热时间与楠木板厚度之间的关系为1.5h/cm；
(2)抽真空：待预热后的楠木板自然冷却至45～50℃时抽真空，真空度维持在0.008～0.012MPa，待材芯温度降至30℃时停止抽真空；
(3)蒸汽加热：恢复常压后，打开风机并向其中通入50～70℃的水蒸气进行加热，材芯温度达到45～50℃时停止加热，风机继续运行20～30min，在通入水蒸气的过程中，使干湿计的干球与湿球温差控制在3～5℃的范围内；
(4)抽真空：步骤(3)加热完成后，开始抽真空，真空度维持在0.008～0.012MPa范围内，待材芯温度降至30℃时停止抽真空；
(5)重复步骤(3)和(4)，至楠木板的含水率下降至10％～11％；
(6)调湿处理：持续通入55～60℃的水蒸汽，同时干湿球温差控制在5～6℃，通入水蒸汽的时间为10～20h。
2.根据权利要求1所述的楠木板材的真空干燥方法，其特征是：步骤(2)中真空度维持在0.012MPa。
3.根据权利要求1所述的楠木板材的真空干燥方法，其特征是：步骤(3)中通入的水蒸汽温度为60℃。
4.根据权利要求1所述的楠木板材的真空干燥方法，其特征是：步骤(6)中水蒸汽温度为60℃。
5.根据权利要求1所述的楠木板材的真空干燥方法，其特征是：步骤(6)中通入水蒸汽的时间为10h。
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