CN110940152B - 一种竹材微波快速连续干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种竹材微波快速连续干燥方法，该方法包括以下步骤：竹制品加工原料→前期处理→微波连续干燥→平衡→干燥窑干燥或气干；该方法主要利用微波处理方式实现竹材内部自由水(即含水率在纤维饱和点以上)的快速干燥；然后通过后期干燥窑干燥或气干方式实现竹材内部部分吸着水和结合水(即含水率在纤维饱和点以下)的干燥。该方法可有效缩短竹材干燥时间、提升干燥效率，降低干燥成本，有利于实现工业化推广应用。

Description

一种竹材微波快速连续干燥方法

技术领域

本发明涉及一种竹木材料干燥方法，具体涉及一种竹材微波快速连续干燥方法。

背景技术

我国竹材资源丰富，近年来竹材加工产业发展迅速，竹产业正成为我国林业产业中的重要组成部分。在对竹材的利用中，竹材干燥是一个十分重要的环节，由于竹材本身的特殊结构及各向异性特点，竹材干燥过程复杂，如果干燥不合理将会导致后期使用过程中产生开裂等缺陷，直接影响到竹材及其产品的性能。

目前，国内外对于竹材干燥方面的研究报道较少，且主要以自然干燥法和窑干法为主。韩健等对毛竹圆竹的人工干燥特性进行了试验研究，但未涉及具体的干燥方法及干燥工艺。费本华等公开了一种微波真空干燥设备（201621179638.7），并采用微波真空干燥方法，在不同干燥工艺条件下，研究了圆竹干燥过程中含水率的变化。该方法可提高圆竹干燥速度，但处理过程需要在密闭容器中进行，设备制造成本较高，且无法实现连续化干燥。“基于微波加热的木材膨化装置（201610826017 .1）”公开了一种微波处理木材的装置，采用该装置可实现木材的高场强微波加热膨化处理。“一种木材的膨化方法及其制备的膨化木材（201810244281 .3）”采用高强度微波处理木材，使木材膨化，提高木材的液体渗透性能，有助于后期对木材进行功能性改良。“木材的微波处理方法（02812997.0）”公开了一种木材快速干燥和消除应力的方法。“提高木材渗透性的方法（99808849.8）”采用微波处理破坏木材的射线细胞组织，形成径向液体流通通道，提高木材液体渗透性。上述两种方法目前只用于木材加工领域，由于竹材与木材结构差异明显，若用于竹材干燥处理，其处理方法和工艺参数均有差异。

发明内容

针对上述不足，本发明目的是提供一种竹材微波快速连续干燥方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种竹材微波快速连续干燥方法，该方法包括以下步骤：竹制品加工原料→前期处理→微波连续干燥→平衡→干燥窑干燥或气干；该方法主要利用微波处理方式实现竹材内部自由水（即含水率在纤维饱和点以上）的快速干燥；然后通过后期干燥窑干燥或气干方式实现竹材内部部分吸着水和结合水（即含水率在纤维饱和点以下）的干燥。

作为优选，所述微波处理功率范围为10kW~200kW；微波源频率为915MHz或2450MHz；所述微波处理速度1m/min~10m/min。

作为优选，在微波连续干燥过程中，根据竹材的目标含水率进行多次循环，微波功率随干燥循环次数每次递减5-30kW。

作为优选，所述竹制品加工原料进料方式为履带连续式进料。

作为优选，所述竹制品加工原料干燥前含水率范围在60%~120%，经微波干燥后，含水率范围在20%-40%；经后期干燥窑或气干处理后含水率范围在8%-15%。

作为优选，所述竹制品加工原料包括新伐圆竹、竹条、疏解竹束、展平竹、竹篾、竹丝。

作为优选，所述竹制品加工原料前期处理过程包括去除竹节隔膜、疏解、蒸煮软化、剖蔑、拉丝工序。

作为优选，所述竹制品加工原料的圆竹直径20~200mm，竹丝直径1mm~5mm，竹条、疏解竹束、展平竹、竹篾厚度0.3-12mm，宽度10-500mm，长度200-5000mm；原料可单个单元或成捆进行处理。

作为优选，竹材微波干燥后的平衡过程，可以在室温10~40℃条件下平衡2h~5d；或在干燥窑中，温度控制30-100℃，相对湿度40%~90%，平衡处理2h-5d。

作为优选，采用微波干燥竹材后，经平衡处理后，根据竹材单元不同，选择对应的干燥窑干燥工艺或通过气干方式干燥，使竹材从含水率20%-40%干燥至8%-15%。

相比于现有技术，本发明的有益效果如下：本发明涉及一种竹材快速干燥方法，采用微波处理方式实现竹材的快速连续式干燥。该方法可有效缩短竹材干燥时间、提升干燥效率，降低干燥成本，有利于实现工业化推广应用。

具体实施方式

下面通过实施例来详细描述本发明的技术方案。

本发明提供一种竹材微波快速连续干燥方法，包括应用微波连续干燥圆竹、竹条等竹制品加工原料，获得干燥圆竹、竹条等材料，用于竹制品后期精深加工过程。

实施例1：

圆竹微波连续干燥：采用长度1.0m~5.0m长新伐圆竹竹筒，竹筒直径20-200mm左右。圆竹含水率80%左右。具体处理步骤如下：

1）圆竹去除竹节隔膜：使竹筒内部无封闭空间，便于后期微波处理时水蒸气从竹筒内部向外逸出，避免因内部蒸汽压力过大导致竹筒开裂。

2）圆竹微波干燥：采用连续履带式微波干燥设备，微波频率915MHz，进给速度设置为1m/min，每次输送单根圆竹，循环处理3次。其中第一次，微波功率设置为80kW，第二次微波功率设置为60kW，第三次设置为50kW。

3）平衡：将竹材从微波处理设备中取出，在室温10℃左右条件下平衡2h。

4）干燥窑干燥：将平衡处理后圆竹放入干燥窑中，在温度30℃，湿度40%条件下干燥2d。

经上述干燥处理后发现，圆竹未产生开裂现象，最终干燥含水率15%左右，圆竹干燥效果良好。与常规干燥处理方法相比，微波干燥效率提升30倍左右。

实施例2：

竹条微波干燥：采用长度2.0m长新伐圆竹剖分后竹条，竹条厚度12mm左右，宽度30mm。竹条含水率60%左右。具体处理步骤如下：

1）竹条粗刨：采用压刨设备对竹条竹青竹黄面进行刨削处理，刨削厚度1mm左右，加工成粗刨竹条厚度10mm左右。10根竹条扎成一捆。

2）竹条微波干燥：将整捆竹条送入连续履带式微波干燥设备，微波频率2450MHz，进给速度设置为3.0m/min，循环处理4次。其中，第一次设置微波功率60kW，第二次设置微波功率55kW，第三次设置微波功率50kW，第四次设置微波功率45kW。

3）平衡：将竹条从微波处理设备中取出，在室温40℃左右条件下缓慢降温，平衡2d。

4）干燥窑干燥：平衡处理后竹条放入干燥窑中，设置干燥温度60℃，湿度60%条件下干燥1d。

经上述工艺干燥后竹条含水率在15%左右，竹条未产生开裂、碳化等干燥缺陷。与常规干燥处理方法相比，微波干燥效率提升20倍左右。

实施例3：

竹丝微波干燥：采用长度1.5m长新伐圆竹加工竹丝，竹丝直径1.5mm左右。竹丝经漂白处理后沥干，含水率100%左右。具体处理步骤如下：

1）竹丝微波干燥：将100根竹丝扎成捆送入连续履带式微波干燥设备，微波频率915MHz，进给速度设置为10m/min，循环处理3次。其中，第一次设置微波功率100kW，第二次设置微波功率70kW，第三次设置微波功率40kW。

2）平衡：将成捆竹丝从微波处理设备中取出，解散后在室温20℃条件下缓慢降温，平衡5d。

3） 气干：平衡处理后竹丝在太阳光照条件下，干燥3d。

经上述工艺干燥后竹丝含水率在12%左右，竹丝未产生碳化、裂纹等缺陷。与常规干燥处理方法相比，微波干燥效率提升15倍左右。

实施例4：

竹束微波干燥：采用长度2.0m长疏解竹束，竹束厚度8mm左右，宽度10~150mm。竹束含水率60%左右。具体处理步骤如下：

1）竹束疏解：采用竹束疏解机对圆竹竹片进行疏解，加工成厚度为8mm左右竹束，10片左右竹束扎成一捆。

2）竹束微波干燥：将整捆竹束送入连续履带式微波干燥设备，微波频率2450MHz，进给速度设置为10m/min，循环处理4次。其中，第一次设置微波功率200kW，第二次设置微波功率170kW，第三次设置微波功率1400kW，第四次设置微波功率110kW。

3）平衡：将竹束从微波处理设备中取出，在室温20℃左右条件下缓慢降温，平衡1d。

4）干燥窑干燥：平衡处理后竹束放入干燥窑中，设置干燥温度100℃，湿度50%条件下干燥1d。

经上述工艺干燥后竹束含水率在15%左右，竹束呈浅碳化色。与常规干燥处理方法相比，微波干燥效率提升10倍左右。

实施例5：

展平竹微波干燥：采用长度200mm~1.0m长展平竹，竹束厚度4~15mm，宽度100~500mm。展平竹含水率60%左右。具体处理步骤如下：

1）圆竹展平：采用圆竹展平装置对软化处理后圆竹竹筒进行展平，加工成厚度为4~15mm展平竹，5片左右层叠扎成一捆。

2）展平竹微波干燥：将整捆展平竹送入连续履带式微波干燥设备，微波频率915MHz，进给速度设置为6m/min，循环处理4次。其中，第一次设置微波功率100kW，第二次设置微波功率80kW，第三次设置微波功率60kW，第四次设置微波功率40kW。

3）平衡：将展平竹从微波处理设备中取出，在室温30℃左右条件下缓慢降温，平衡5d。

4）干燥窑干燥：平衡处理后展平竹放入干燥窑中，设置干燥温度40℃，湿度90%条件下干燥5d。

经上述工艺干燥后展平竹含水率在12%左右，展平竹无明显碳化。与采用常规干燥方法相比，微波干燥处理效率提升20倍左右。

实施例6：

竹篾微波干燥：采用长度1.5m左右长竹篾片，竹篾厚度0.3~1mm，宽度10~100mm。竹篾含水率70%左右。具体处理步骤如下：

1）剖蔑：采用人工或剖蔑装置将圆竹进行剖蔑加工，加工成厚度为0.3~1mm，宽度10~100mm 竹篾，20片左右层叠扎成一捆。

2）竹篾微波干燥：将整捆竹篾送入连续履带式微波干燥设备，微波频率915MHz，进给速度设置为5m/min，循环处理3次。其中，第一次设置微波功率70kW，第二次设置微波功率40kW, 第三次设置微波功率10kW。

3）平衡：将竹篾从微波处理设备中取出，在室温20℃左右条件下缓慢降温，平衡5h。

4）干燥窑干燥：平衡处理后竹篾放入干燥窑中，设置干燥温度50℃，湿度70%条件下干燥2d。

经上述工艺干燥后竹篾含水率在10%左右，竹篾无明显碳化，变形缺陷。

与常规的竹篾干燥处理相比，采用本实施例工艺进行干燥后，竹篾在微波干燥处理阶段含水率下降快，干燥效率高，较常规干燥效率提升10~20倍。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种竹材微波快速连续干燥方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：竹制品加工原料→前期处理→微波连续干燥→平衡→干燥窑干燥或气干；该方法主要利用微波处理方式实现竹材内部自由水的快速干燥；然后通过后期干燥窑干燥或气干方式实现竹材内部部分吸着水和结合水的干燥；

所述竹制品加工原料进料方式为履带连续式进料；

所述竹制品加工原料干燥前含水率范围在60%~120%，经微波干燥后，含水率范围在20%-40%；经后期干燥窑或气干处理后含水率范围在8%-15%。

2.根据权利要求1所述的一种竹材微波快速连续干燥方法，其特征在于，所述微波处理功率范围为10kW~200kW；微波源频率为915MHz或2450MHz；所述微波处理速度1m/min~10m/min。

3.根据权利要求1所述的一种竹材微波快速连续干燥方法，其特征在于，在微波连续干燥过程中，根据竹材的目标含水率进行多次循环，微波功率随干燥循环次数每次递减5-30kW。

4.根据权利要求1所述的一种竹材微波快速连续干燥方法，其特征在于，所述竹制品加工原料包括新伐圆竹、竹条、疏解竹束、展平竹、竹篾、竹丝。

5.根据权利要求1所述的一种竹材微波快速连续干燥方法，其特征在于，所述竹制品加工原料前期处理过程包括去除竹节隔膜、疏解、蒸煮软化、剖蔑、拉丝工序。

6.根据权利要求1所述的一种竹材微波快速连续干燥方法，其特征在于，所述竹制品加工原料的圆竹直径20~200mm，竹丝直径1mm~5mm，竹条、疏解竹束、展平竹、竹篾厚度0.3-12mm，宽度10-500mm，长度200-5000mm；原料可单个单元或成捆进行处理。

7.根据权利要求1所述的一种竹材微波快速连续干燥方法，其特征在于，竹材微波干燥后的平衡过程，可以在室温10~40℃条件下平衡2h~5d；或在干燥窑中，温度控制30-100℃，相对湿度40%~90%，平衡处理2h-5d。

8.根据权利要求1所述的一种竹材微波快速连续干燥方法，其特征在于，采用微波干燥竹材后，经平衡处理后，根据竹材单元不同，选择对应的干燥窑干燥工艺或通过气干方式干燥，使竹材从含水率20%-40%干燥至8%-15%。