CN108775774B - 一种金丝楠阴沉木微波对流联合干燥方法 - Google Patents

一种金丝楠阴沉木微波对流联合干燥方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金丝楠阴沉木微波对流联合干燥方法，将金丝楠阴沉木堆放在干燥窑中，在木材含水率在纤维饱和点以上时，采用湿空气对流加热，同时间歇的输入微波能；在木材含水率在纤维饱和点以下时，降低湿空气加热的温度，同时略微增加输入微波功率，直至干燥至含水率8～15%。本方法耗电量低，干燥时间短，干燥质量高。

Description

一种金丝楠阴沉木微波对流联合干燥方法
技术领域
本发明涉及一种木材干燥方法，具体涉及一种金丝楠阴沉木微波对流联合干燥方法。
背景技术
金丝楠阴沉木是珍贵家具和工艺品用材，具有极高的市场价值。干燥是家具和工艺品制造过程中的必要环节，干燥质量的好坏决定了金丝楠阴沉木的利用率和市场价值。
目前常用的金丝楠阴沉木的干燥方法为常规蒸汽干燥和自然气干，自然气干干燥速度特别慢，干燥过程不容易人为控制，干燥过程中容易产生干燥缺陷。常规蒸汽干燥由于是外部加热，热量传入木材内部时间很长，且内外容易产生很大的温度梯度，由于金丝楠阴沉木的渗透性较低，在较大的温度梯度下容易产生开裂和变形，影响其市场价值。有文献公布了一种干燥处理阴沉金丝楠木的方法，将阴沉金丝楠木放置在干燥室中，升温干燥，在室温到100℃之间按每3〜4小时升温8〜12℃的速率升温，在100℃以上按每2〜3小时升温0.5〜1.5℃的速率升温，升温至127℃〜128℃，完成干燥；在整个干燥过程中通过调节室内水气的方式使干燥室中湿度始终保持在饱和状态。该方法后期干燥温度达到127℃，对于难干燥的金丝楠阴沉木温度过高，且升温速率过快，容易产生开裂和变形。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种金丝楠阴沉木微波对流联合干燥方法，该方法能有效解决在干燥过程中金丝楠阴沉木开裂变形和干燥周期长的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种金丝楠阴沉木微波干燥方法，该真空干燥方法依次包括以下步骤：
（1）预热：采用40℃的湿空气对金丝楠阴沉木板材进行预热，预热时间与板材的厚度之间的关系为1h/cm；
（2）前期干燥：待预热结束后，开始干燥；当木材的含水率在纤维饱和点以上时，采用湿空气加热，加热温度为50℃，同时间歇输入微波能，每隔3min输入3kWh/m3的微波1min；
（3）后期干燥：当木材的含水率降低在纤维饱和点以下时，湿空气加热的温度降低为40℃，同时间歇输入微波能，每隔3min输入4kWh/m3的微波1min，直至含水率下降至10%~11%时停止；
（4）降温出窑：停止湿空气加热和微波辐射，密闭干燥窑，待木材温度降低为室温时出窑。
本发明的有益效果是：经过低温预热处理后，金丝楠阴沉木内外温度较均匀，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；木材含水率在纤维饱和点以上时，采用50℃的湿空气加热外部加热，同时间歇输入微波能，每隔3min输入3kWh/m3的微波1min，这样使得木材内外同时加热，木材内外的温度梯度较小，能有效防止干燥前期木材产生内部应力。在此阶段木材加热和水分蒸发所需要的大部分热量可由廉价的对流热空气提供，而微波能将更多的热量提供给木材内部。此外，间歇地输入微波能，还可以使木材内部的水蒸气有足够的时间移动到木材表面，从而可减小木材横截面上的含水率梯度，防止木材表面和内部不均匀收缩。当木材含水率下降到纤维饱和点以下时，随着水分蒸发量的减少，木材的热能消耗降低，且因为木材导热系数的降低减弱了热空气对木材内部温度的影响，此时采用40℃的湿空气加热外部加热，同时间歇输入微波能，每隔3min输入4kWh/m3的微波1min，促使木材内部的水分向表面移动。采用微波对流联合干燥节省了电能消耗，干燥时间节省40%。
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(1)中预热时间与板材的厚度之间的关系为1.5h/cm；
进一步，步骤(2)中湿空气温度45℃，微波功率每隔3min输入2kWh/m3的微波1min，；
进一步，步骤(2)中湿空气温度38℃，微波功率每隔3min输入3kWh/m3的微波1min；
上述参数为优选参数，在其参数下，干燥的金丝楠阴沉木不会开裂，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，提供了一种金丝楠阴沉木微波对流联合干燥方法，包括预热、前期干燥、后期干燥和冷却出窑等步骤。干燥前，将待干燥的金丝楠阴沉木整齐的堆砌在干燥设备中，为了充分干燥，每块板材之间留有一定空隙，以便预热蒸汽和加热蒸汽与楠木板充分接触。堆放好金丝楠阴沉木板材后，开始升温加热，打开循环风机使湿空气循环，升温速度控制在1-2℃/h，预热处理时间按照1.5h/cm。预热结束后进入前期干燥阶段，此时木材的含水率在纤维饱和点以上，加热温度控制在45℃，同时间歇输入微波能，每隔3min输入2kWh/m3的微波1min，这样使得木材内外同时加热，木材内外的温度梯度较小，能有效防止干燥前期木材产生内部应力。由于金丝楠阴沉木渗透性差，干燥温度和微波辐射功率不易过大，在此阶段木材加热和水分蒸发所需要的大部分热量可由廉价的对流热空气提供，而微波能将更多的热量提供给木材内部。此外，间歇地输入微波能，还可以使木材内部的水蒸气有足够的时间移动到木材表面，从而可减小木材横截面上的含水率梯度，防止木材表面和内部不均匀收缩。当木材含水率下降到纤维饱和点以下时，随着水分蒸发量的减少，木材的热能消耗降低，且因为木材导热系数的降低减弱了热空气对木材内部温度的影响，此时采用38℃的湿空气加热外部加热，同时间歇输入微波能，每隔3min输入3kWh/m3的微波1min，促使木材内部的水分向表面移动。当金丝楠阴沉木的含水率降低到10%~11%时停止湿空气加热和微波辐射。保持干燥窑门关闭，风机继续运行，直至木材温度降低到室温附近，打开干燥窑，将干燥好的木材卸出。
采用上述微波对流联合干燥方法干燥的金丝楠阴沉木，干燥质量良好，能很好的保持金丝楠阴沉木本身的颜色，同时，整个干燥过程持续时间短，相比单纯微波干燥节约电能40%，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。
(1)实施例一
本实施方式采用2000mm（长）×400mm（宽）×40mm厚的楠木板材进行真空干燥，具体步骤如下：
①将金丝楠阴沉木板材采用垫条隔开堆放在干燥设备中；采用40℃湿空气进行预热，预热时间6小时；
②待预热结束后，开始干燥；当木材的含水率在纤维饱和点以上时，采用湿空气加热，加热温度为45℃，同时间歇输入微波能，每隔3min输入2kWh/m3的微波1min；
③当木材的含水率降低在纤维饱和点以下时，湿空气加热的温度降低为40℃，同时间歇输入微波能，每隔3min输入3kWh/m3的微波1min，直至含水率下降至10%~11%时停止；
④停止湿空气加热和微波辐射，密闭干燥窑，保持风机继续运行，待木材温度降低为室温时出窑；
⑤本实施方式干燥的楠木板材的干燥质量具体数据如下：
最终含水率（%） 分层含水率（%） 残余应力（%）
11% 2.3% 1.5%
(2)实施例二
本实施方式采用1000mm（长）×400mm（宽）×30mm厚的楠木板材进行真空干燥，具体步骤如下：
①将金丝楠阴沉木板材采用垫条隔开堆放在干燥设备中；采用40℃湿空气进行预热，预热时间4.5小时；
②待预热结束后，开始干燥；当木材的含水率在纤维饱和点以上时，采用湿空气加热，加热温度为40℃，同时间歇输入微波能，每隔3min输入2.5kWh/m3；
③当木材的含水率降低在纤维饱和点以下时，湿空气加热的温度降低为45℃，同时间歇输入微波能，每隔3min输入3.5kWh/m3的微波1min，直至含水率下降至10%~11%时停止；④停止湿空气加热和微波辐射，密闭干燥窑，保持风机继续运行，待木材温度降低为室温时出窑；
⑤本实施方式干燥的楠木板材的干燥质量具体数据如下：
最终含水率（%） 分层含水率（%） 残余应力（%）
12% 1.8% 1.3%

Claims (1)

1.一种金丝楠阴沉木微波对流联合干燥方法，其特征是：依次包括以下步骤：
（1）预热：采用40℃的湿空气对金丝楠阴沉木板材进行预热，预热时间与板材的厚度之间的关系为1h/cm；
（2）前期干燥：待预热结束后，开始干燥；当木材的含水率在纤维饱和点以上时，采用湿空气加热，加热温度为50℃，同时间歇输入微波能，每隔3min输入3kWh/m3的微波1min；
（3）后期干燥：当木材的含水率降低在纤维饱和点以下时，湿空气加热的温度降低为40℃，同时间歇输入微波能，每隔3min输入4kWh/m3的微波1min，直至含水率下降至10%~11%时停止；
（4）降温出窑：停止湿空气加热和微波辐射，密闭干燥窑，待木材温度降低为室温时出窑。
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