本文由 大昌洋行（上海）有限公司（大昌華嘉科學(xué)儀器部） 整理匯編

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木材干燥基準(zhǔn)種類及應(yīng)用技術(shù)干燥基準(zhǔn)的定義：木材的干燥過程是木材中水分蒸發(fā)的過程，由于木材中各種水分和木材的結(jié)構(gòu)關(guān)系不同，各階段木材中水分的性質(zhì)就不同，而與此對應(yīng)的木材的性質(zhì)就不同。因此，在木材的干燥過程中我們要合理地控制木材中水分的蒸發(fā)過程，以做到在保證干燥質(zhì)量的前提下，盡量提高干燥速度。那么如何合理地控制水分蒸發(fā)過程呢？通常的做法是根據(jù)木材的性質(zhì)、規(guī)格和含水率，控制木材中水分蒸發(fā)的強(qiáng)度。干燥基準(zhǔn)就是根據(jù)干燥時間和木材狀態(tài)（含水率、應(yīng)力）的變化而編制的干燥介質(zhì)溫度和濕度變化的程序表，在實(shí)際干燥過程中，正確執(zhí)行這個程序表，就可以合理地控制木材的干燥過程，從而保證木材的干燥質(zhì)量。一、干燥基準(zhǔn)的種類按照干燥過程的控制因素通常將干燥基準(zhǔn)分為時間干燥基準(zhǔn)、含水率干燥基準(zhǔn)、波動基準(zhǔn)、連續(xù)升溫干燥基準(zhǔn)和干燥梯度基準(zhǔn)。（1）時間干燥基準(zhǔn)：是按干燥時間控制干燥過程，制定介質(zhì)參數(shù)的大小，即把這個干燥過程所需要的時間分為若干個時間階段，規(guī)定每個時間階段的權(quán)重，并按每一時間階段規(guī)定相應(yīng)的介質(zhì)溫度和濕度。（2）含水率干燥基準(zhǔn)：是按木材的含水率控制干燥過程，制定介質(zhì)參數(shù)的大小，即在整個干燥過程中按含水率階段的幅度劃分成幾個階段，并按階段制定出相應(yīng)的介質(zhì)溫度和濕度。（3）波動基準(zhǔn)：對于那些硬闊葉樹材的厚板，因其干燥較為困難，在干燥過程中容易產(chǎn)生很大的含水率梯度。為了加快干燥速度，避免產(chǎn)生較大的含水率梯度，可采用波動式干燥基準(zhǔn)，即在整個含水率階段，介質(zhì)的溫度做升高、降低反復(fù)波動變化；而介質(zhì)溫度在干燥前期逐漸升高、在干燥后期做波動變化的，叫做半波動式干燥基準(zhǔn)。（4）連續(xù)升溫干燥基準(zhǔn)：20世紀(jì)60年代末，D.S.Dedrick申請了連續(xù)升溫工藝ZL，原理是：干球溫度從環(huán)境實(shí)際溫度開始，在干燥過程中，根據(jù)鋸材的樹種、厚度和干燥質(zhì)量要求，等速上升干球溫度，相對濕度不控制，也不進(jìn)行中間處理，但要求干燥介質(zhì)以層流狀態(tài)流過（氣流速度為0.5～1m/s），不改變氣流方向。為了保持干燥介質(zhì)和木材溫度之間的溫差為常數(shù)，在木材的整個干燥過程中，勻速升高干燥介質(zhì)的溫度，從而恒定干燥介質(zhì)傳給木材的熱流量，并使木材的干燥速度基本保持一致。（5）干燥梯度基準(zhǔn)：部分自動控制木材干燥過程采用了干燥梯度基準(zhǔn)，干燥梯度就是木材的平均含水率與干燥介質(zhì)平衡含水率之比。在自動控制木材干燥過程中，木材的含水率和干燥介質(zhì)的平衡含水率都可以用電測含水率法實(shí)現(xiàn)動態(tài)測量，而干燥介質(zhì)的平衡含水率是可以通過調(diào)節(jié)其溫度和濕度得以控制，從而控制干燥梯度。在干燥梯度基準(zhǔn)中，規(guī)定了不同階段的干燥梯度，這樣可以根據(jù)木材的含水率隨時控制干燥介質(zhì)的平衡含水率，并得以控制木材的干燥速度。二、干燥基準(zhǔn)的制定新樹種的干燥基準(zhǔn)需要制定，在制定新干燥基準(zhǔn)以前，需了解木材的構(gòu)造和其物理力學(xué)性能，特別是木材的密度和干縮系數(shù)，并以性質(zhì)相近的樹種的干燥基準(zhǔn)作為參考。或者鋸取小試樣放在干燥箱內(nèi)干燥，觀察其干燥狀況。還可以將各種待擬訂干燥基準(zhǔn)的木材放在一起做烘干實(shí)驗(yàn)，觀察各種試材的干燥狀況，再根據(jù)各種鋸材對干燥的反映，分樹種進(jìn)行試驗(yàn)，來制定干燥基準(zhǔn)。制定干燥基準(zhǔn)的方法有：比較法、分析研究法、圖表法和百度試驗(yàn)法。本文采用百度試驗(yàn)法制定干燥基準(zhǔn)。木材超高溫?zé)崽幚砑肮に嚕阂话隳静母稍镏?，溫?lt;100度為常規(guī)干燥，100--150度為高溫干燥，>150度為超高溫干燥.木材的熱處理就是利用木材在接近或高于200度的超高溫低氧含量環(huán)境中，持續(xù)處理一定時間后，使木材中半纖維素降解，木材細(xì)胞壁中羥基減少，木材的吸濕性能下降，尺寸穩(wěn)定性及耐生物破環(huán)性得到改善.因此，超高溫?zé)崽幚淼哪静谋蛔鳛橐粋€新型材料被廣泛關(guān)注.處理工藝對于材料的影響至關(guān)重要，如處理溫度、處理時間、加熱速率、木材樹種、試件的重量與尺寸、初含水率等參數(shù)，都會影響產(chǎn)品的Z終性能。處理工藝的確定主要是依產(chǎn)品的使用目的，在吸水性能改善與力學(xué)性能降低之間優(yōu)化，找到可接受的平衡點(diǎn)。根據(jù)處理所使用介質(zhì)不同，處理工藝主要分為三種。一、蒸汽處理工藝芬蘭對超高濕熱處理木材的研究開始較早，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)比較成熟。處理過程中，用水蒸汽來防止木材燃燒，處理環(huán)境中氧氣含量控制在3％--5％以下。處理過程分為3個步驟：1）升溫過程、包括預(yù)熱、高溫干燥及再升溫階段；2）實(shí)際熱處理階段；3）冷卻及平衡階段。所處理的木材樹種包括松木、云杉、樺木及楊木。因?yàn)闃浞N不同，其化學(xué)組成和細(xì)胞結(jié)構(gòu)不同，所以熱處理參數(shù)選擇和Z終效果均有所不同。1）松木是熱處理較適宜的材種之一，通常用于室外，且熱處理工藝較劇烈。存在的問題是松木處理后流出的松脂，給處理設(shè)備及后期加工帶來麻煩。但同時，脫脂松木的使用途徑有所擴(kuò)大。2）樺木處理的目的是獲得良好的顏色及表面質(zhì)量。3）楊木熱處理后可用于室內(nèi)，特別是用于桑拿房的裝修。經(jīng)熱處理后的木材與未處理材相比，Z顯著的變化是平衡含水率的降低，繼而與其相關(guān)的脹縮性均有所改善。試驗(yàn)證明，當(dāng)處理溫度超過200度時，松木的耐候性和耐腐性較好，樺木和楊木處理后Zda的變化是，木材含水率變化對其尺寸穩(wěn)定性的影響顯著改善?？傮w結(jié)果表明，材質(zhì)較均勻的徑向材處理效果較好，而含有節(jié)子或弦向材處理后則缺陷較多。荷蘭采用的蒸汽處理工藝有所不同，包括2個階段：1）熱解過程，將生材或汽干材在160--190度的高壓環(huán)境下進(jìn)行處理，再用傳統(tǒng)窯干干燥，使處理后的木材達(dá)到較低含水率（約10％）；2）將干燥好的產(chǎn)品再次加熱至170--190度，處理時間依木材種類，厚度等因素而異。對處理木材耐腐性的試驗(yàn)結(jié)果顯示，其耐腐性有顯著提高；另外處理后材料的吸濕性下降，且吸濕曲線與解吸曲線的間距明顯大于未處理材，從而減小了在不同氣候條件下，弦徑向脹縮差引起變形的發(fā)生。法國直接利用生材進(jìn)行蒸汽處理。在干燥窯內(nèi)，木材被加熱到230度。蒸汽主要來自木材中的水分。經(jīng)超高溫處理后，木材的吸濕性較未處理材低，一般的濕環(huán)境下，含水率只有4％---5％，而未處理材在相同環(huán)境下約為10％---12％。二、惰性氣體處理工藝法國的木材超高溫?zé)崽幚?，其研究初衷是為了改進(jìn)木材在不同氣候條件的尺寸穩(wěn)定性，通過超高溫?zé)崽幚?，致使木材的吸濕性發(fā)生改變。處理過程是在充滿氮?dú)獾奶厥馓幚硎抑羞M(jìn)行，要求室內(nèi)含氧量低于2％，含水率12％左右的木材被緩慢加熱到210---240度進(jìn)行處理。結(jié)果顯示：處理后木材的吸濕性能明顯降低，且高溫處理（230--240度）過程可破壞腐朽菌所需求的營養(yǎng)成分，耐腐性能更好；但同時，處理也會造成木材顏色變暗，強(qiáng)度降低，MOR損失40％，且木才脆性增加。三、熱油處理工藝德國和加拿大的木材熱處理是在熱油（植物原油、如油菜籽、亞麻籽、葵花籽油等）中進(jìn)行的，使木材在處理過程中與氧氣充分隔離，且熱傳遞效率高。研究結(jié)果顯示，在處理溫度為220度時，可獲得較好的耐久性和Z小的吸油量。同時發(fā)現(xiàn)，為獲得木材Z高的耐久性和Zda的強(qiáng)度，處理溫度宜在180---200度間，吸油量也在廳控較小范圍內(nèi)。所處理的木材種類以云杉和松木為主，在經(jīng)過220度約4h的處理后，木材纖維飽和點(diǎn)降為14％，而通常的纖維飽和點(diǎn)為29％。此方法的缺點(diǎn)是，處理成本較高，且存在著廢油的凈化及廢棄處理問題。蒸氣干燥木材方式的特點(diǎn)：一、木材內(nèi)外溫度基本一致　由于微波是穿透木材，直接激化水分子，產(chǎn)生熱量，所以內(nèi)部溫度還略高于外部，這樣可Zda限度避免木材出現(xiàn)用傳統(tǒng)加熱法干燥木材的溫度梯度而產(chǎn)生的變形、開裂、干縮等問題，能顯著提高木材的利用率?！《?、木材定型好，可直接干燥木制半成品　經(jīng)微波干燥的木材，能完全消除木材內(nèi)應(yīng)力，所以能干燥經(jīng)初加工的木制品。打破歷來家具生產(chǎn)工藝是先將板、木方材干燥好后再剖成零部件進(jìn)行加工的工藝，改為先將板、木方料根據(jù)家具結(jié)構(gòu)的需要，先加工成各種直、曲線的規(guī)格，再進(jìn)入微波干燥。這樣，一方面不再將加工中的邊角余料（約占３０％）干燥，加工中的木屑、刨花（約占１５％）均不進(jìn)窯，既節(jié)約能源又提高了干燥窯的利用率；另外，因先下料再干燥使木材中原有缺陷不再擴(kuò)展，可提高木材利用率１５％－２０％，其經(jīng)濟(jì)效益十分顯著?！∪⑦x擇性加熱，干燥速度快，節(jié)約能源　微波干燥木材的一個顯著特點(diǎn)是具有選擇性，含水率高的部分吸收微波多，產(chǎn)生的熱量大，反之則產(chǎn)生熱量小，加上木材是內(nèi)部整體生熱，沒有熱慣性，也沒有熱傳輸損耗，所以干燥速度比傳統(tǒng)蒸氣加熱法快１０倍以上，從而大大節(jié)約能源?！∷摹⒖杀３帜静牡脑珴梢嗄軞⑾x滅菌　傳統(tǒng)干燥法因濕度大，時間長，普遍存在干燥后材質(zhì)降低、變色、變黑的問題，用在家具上則降低了檔次，微波則因時間短，在干燥的過程中同時殺蟲、滅菌，且效果顯著，所以木材在微波中干燥、不變色、不降等級特別是貴重木材，使用更理想。五、可減少干燥工藝流程，節(jié)約設(shè)備投資及場地占用，便于使用者的操作　因?yàn)槲⒉ǜ稍锬静囊话悴恍杞荨⒄糁?、噴蒸等工藝流程，僅需一臺設(shè)備即可完成。因此，設(shè)備簡化、占用場地少，同時工藝簡便易實(shí)現(xiàn)自動化控制，操作時僅需將干燥時間設(shè)定好，到時自動停機(jī)。全過程沒有毒氣體或有毒有害液體外排，因此，屬于環(huán)保設(shè)備?！〕鲜鰩状筇攸c(diǎn)外，微波干燥木材特別適用于木材初含水率在２５％左右，干至終含水率１０－８％或更低，其干燥成本在８０元／Ｍ３左右，對成型的半成品干燥因減少開裂、變形一項(xiàng)就可節(jié)約木材１５％以上，這對價格較貴重的木材更顯出其價值來，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。因此，在國家大力提倡保護(hù)生態(tài)環(huán)境、節(jié)約木材、節(jié)約能源，降低成本和消除污染的情況下，微波干燥木材以其干燥速度快、干燥質(zhì)量好，木材利用率高等特點(diǎn)，將會被家具及木材加工行業(yè)廣泛地應(yīng)用而顯示出美好的前景。[詳細(xì)]

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