CN102435046A - 一种杨木厚板的快速干燥方法 - Google Patents

Abstract

一种杨木厚板的快速干燥方法，在杨木预处理阶段，将杨木按使用要求锯切成一定长度和厚度的板材，码堆后放置于预处理设备内，然后进行过热蒸汽预处理，并将预处理后的板材按照强化基准进行干燥。本发明在杨木的预处理阶段采用温度为110℃～160℃的常压过热蒸汽作为处理介质，不但使处理后的杨木板面平整无缺陷，还释放了杨木的生长应力，打通木材内部水分通道，大幅度降低板材的初含水率。生材经预处理后含水率下降率为40％～80％，含水率下降均值在60％以上，使杨木后期干燥阶段时间大大缩短。该方法与常规干燥方法相比：干燥周期缩短一半以上，节约能源并降低了干燥成本，干燥质量良好，尤其适用于厚度为5.0cm以上的杨木板材。

Description

一种杨木厚板的快速干燥方法

技术领域

本明涉及一种杨木厚板的干燥方法，特别适合于厚度为5.0cm以上的杨木板材，属木材加工技术领域。

背景技术

木材干燥是木制品加工过程中重要的环节之一，提高木材干燥速率，缩短干燥周期是减少干燥成本，节约能源的重要途径。传统的木材干燥过程中，为了避免产生干燥缺陷，当木材的含水率比较高的时候，一般采用较低的温度进行干燥处理，随着含水率的降低，干燥温度逐渐升高，使得整个干燥过程中的温度较低。而对于木材干燥来说，温度的高低直接决定了干燥速率的快慢，干燥温度越高，干燥速率越快，反之则干燥速率较慢。为了提高干燥速率，真空干燥等特种干燥方法被用于木材干燥过程中，由于干燥过程中环境的压力低于大气压，使得水分在压力梯度的作用下快速移动，从而提高了干燥速率。

随着国家天然林保护工程的实施，人工速生林的增值利用已是国内科研单位及企业的重点。杨木在我国栽培面积广，生长周期短，产量高。但由于其生长应力较大，透气性差，生材含水率高且分布不均，含水率梯度较大，因此无论是采用传统的常规干燥还是特种干燥方法，当干燥温度较高，其纵向干缩异常时，容易发生皱缩、弓弯、变形等干燥缺陷，使得木材降等严重，特别是在干燥厚度为5.0cm以上的厚板材时，干燥周期长、成本高，干燥质量很难保证，材料利用率极低。以厚度为7.0cm的杨木为例，传统的常规干燥周期在40天以上，干燥周期长、成本高、质量很难保证。

中国专利文献号CN1815115于2010年5月12日公布了一种木材快速干燥方法，此方法在蒸汽为保护气体的条件下先将木材温度升到70℃～98℃，保温一定时间，再迅速降温，然后重复这个过程，利用温度梯度和含水率梯度将木材快速干燥。此方法在确保不开裂的前提条件下加快了干燥速度，但频繁的升降温作业，必然导致热损的增加。因此，有必要做进一步改进。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种在杨木厚板没有干燥缺陷的前提下，从生材快速干燥到所需要的含水率，并且节能高效的干燥方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种杨木厚板的快速干燥方法，包括以下顺序进行的步骤：

步骤1：将杨木按使用要求锯切成一定长度和厚度的板材；

步骤2：将杨木板材码堆后，放置于预处理设备内；

步骤3：对杨木进行过热蒸汽预处理；

步骤4：将预处理后的杨木板材按照强化基准进行干燥。

所述步骤1中杨木为厚度为5.0cm以上的厚板，且杨木是生材或气干材。

所述步骤3是通过循环风机向预处理窑内通入已经加热的湿空气，当进材堆温度到60℃的时候开始喷蒸处理，常压过热蒸汽温度在110℃～160℃之间，当木芯温度到90℃的时候开始保温，保温时间为1～3小时/cm；处理完毕，将杨木出窑准备干燥。

所述步骤3中过热蒸汽预处理的保温时间为1～3小时/cm。

强化基准的介质温度与常规干燥基准的介质温度相比，在对应的含水率阶段温度应提高10℃～20℃。

本发明方法的优点体现在以下几个方面：

1.本发明在预处理杨木的过程中，预处理设备内的湿度接近于100％，处理温度高于100℃，杨木处于过热蒸汽的环境中。当木材的含水率高于纤维饱和点的时候，木材内部水分处于沸腾状态，水分沸腾将产生一个压力(如水壶中的水沸腾之后，将会把水壶的盖子掀开一样)，这种压力将有助于木材内部自由水的移动，使得水分以液体形式排出；当木材的含水率低于纤维饱和点的时候，由于木材的温度高于100℃，干燥速率快，所以在杨木预处理的过程中其含水率下降量将会很大(特别是生材)。实践表明：生材经预处理后的含水率下降率为40％～80％，含水率下降的均值在60％以上。

2.本发明在预处理杨木的过程中，由于处理设备内部全是水蒸气，平衡含水率较高(如温度为108℃的水蒸气的平衡含水率为9％，相当于常规干燥中湿球温度为50℃，干球温度为60℃的平衡含水率)使得即使在高温条件下，木材厚度方向上的含水率梯度较小，处理后的杨木质量好。而且由于杨木的温度均高于100℃，木材被软化，可塑性增加，这有利于减少木材的内应力，从而提高预处理过程中杨木的质量。

3.本发明在干燥预处理的过程中，由于水蒸气的导热系数比湿空气高，使得杨木的预热时间减少，而且由于当木材含水率高于纤维饱和点的时候，杨木温度始终保持在100℃，而外界的温度高于100℃，使得本发明的干燥方法的传热效率高于传统干燥方法。实践表明：该方法与传统的常规干燥相比，干燥周期缩短一半以上，干燥成本显著减低。

4.经过预处理的生材杨木含水率降低，而且由于处理过程中杨木的内部通道被打通，生长应力得以释放，含水率梯度减小，所以在后期的干燥过程中干燥速度加快，干燥质量变好。

具体实施方式

1)制材及码垛

将杨木按使用要求锯切成一定长度和厚度的板材；码成长(2.0m-3.5m)，宽(1.2m-1.8m)，高(1.2m-1.6m)的单元材堆，并用叉车将单元材堆装进预处理设备中，并关闭大门。

2)杨木预处理

通过循环风机向预处理窑内通入已经加热的湿空气，当进材堆温度到60℃的时候开始喷蒸处理，常压过热蒸汽温度在110℃～160℃之间，当木芯温度到90℃的时候开始保温，保温时间为1～3小时/cm。处理完毕，将杨木出窑准备干燥。

3)杨木干燥

将处理后的杨木按照码垛规则正确码放在干燥窑内，并且按照工艺进行干燥，干燥过程中按照需要适当地进行中间处理，平衡处理，终了处理。

4)降温出料

当杨木的含水率低于10％～12％时，进行降温处理，当木材温度降至不高于环境温度25℃～35℃时出窑。

实施例1：

杨木，初含水率为120％，厚度5.0cm，采用本发明的杨木厚板的快速干燥方法进行干燥处理。

1)码垛

将杨木码成长3.0m，宽1.6m，高1.4m的单元材堆，单元材堆尺寸要和预处理设备的内空尺寸相适宜，用叉车将单元材堆装进预处理设备中，并关闭大门。

2)杨木预处理

通过循环风机向预处理窑内通入已经加热的湿空气，当进材堆温度到60℃的时候开始喷蒸处理，常压过热蒸汽温度在150℃～160℃之间，当木芯温度到90℃的时候开始保温，保温时间为1.5小时/cm，即7.5小时。处理完毕，将杨木出窑准备干燥。出窑时含水率可降至60％～80％。

3)杨木干燥

将处理后的杨木按照码垛规则正确码放在干燥窑内，并且按照表1所列工艺基准进行干燥处理，干燥过程中按照需要适当地进行中间处理，平衡处理，终了处理。

表1：厚度为5.0cm的杨木干燥基准

含水率(％)	干球温度(℃)	平衡含水率(％)
			55以上	60	14.0
55-50	62	12.5
			50-45	65	10.5
45-40	67	9.8
			40-35	70	9.0
35-30	75	8.3
			30-25	79	7.5
25-20	83	7.0
			20-15	85	6.4
15-10	90	5.1
			10以下	95	4.0

4)降温出料

当杨木的含水率低于10％的时，进行降温处理，当木材温度降至60℃时出窑，干燥周期为12～15天。

实施例2：

杨木，初含水率为140％，厚度7.0cm，采用本发明的杨木厚板的快速干燥方法进行干燥处理。

1)码垛

将杨木码成长3.0m，宽1.8m，高1.6m的单元材堆，单元材堆尺寸要和预处理设备的内空尺寸相适宜，用叉车将单元材堆装进预处理设备中，并关闭大门。

2)杨木预处理

通过循环风机向预处理窑内通入已经加热的湿空气，当进材堆温度到60℃的时候开始喷蒸处理，常压过热蒸汽温度在140℃～150℃之间，当木芯温度到90℃的时候开始保温，保温时间为2小时/cm，即14小时。处理完毕，将杨木出窑准备干燥。出窑时含水率可降至70％～80％。

3)杨木干燥

将处理后的杨木按照码垛规则正确码放在干燥窑内，并且按照表2所列工艺基准进行干燥处理，干燥过程中按照需要适当地进行中间处理，平衡处理，终了处理。

表2：厚度为7.0cm的杨木干燥基准

含水率(％)	干球温度(℃)	平衡含水率(％)
			55以上	55	14.0
55-50	57	12.5
			50-45	60	10.5
45-40	62	9.8
			40-35	65	9.0
35-30	70	8.3
			30-25	74	7.5
25-20	78	7.0
			20-15	80	6.4
15-10	85	5.1
			10以下	90	4.0

4)降温出料

当杨木的含水率低于12％的时，进行降温处理，当木材温度降至55℃时出窑，干燥周期为15～20天。

Claims (5)

1.一种杨木厚板的快速干燥方法，包括以下步骤：

步骤1：将杨木按使用要求锯切成一定长度和厚度的板材；

步骤2：将杨木板材码堆后，放置于预处理设备内；

步骤3：对杨木进行过热蒸汽预处理；

步骤4：将预处理后的杨木板材按照强化基准进行干燥。

2.根据权利要求1所述的杨木厚板的快速干燥方法，其特征是步骤1中杨木为厚度为5.0cm以上的厚板，且杨木是生材或气干材。

3.根据权利要求1或2所述的杨木厚板的快速干燥方法，其特征是步骤3通过循环风机向预处理窑内通入已经加热的湿空气，当进材堆温度到60℃的时候开始喷蒸处理，常压过热蒸汽温度在110℃～160℃之间，当木芯温度到90℃的时候开始保温，保温时间为1～3小时/cm；处理完毕，将杨木出窑准备干燥。

4.根据权利要求3所述的杨木厚板的快速干燥方法，其特征是步骤3中过热蒸汽预处理的保温时间为1～3小时/cm。

5.根据权利要求4所述的杨木厚板的快速干燥方法，其特征是强化基准的介质温度与常规干燥基准的介质温度相比，在对应的含水率阶段温度应提高10℃～20℃。