木材干燥的常用方法及其特點(diǎn)
一、 木材干燥的常用方法及其特點(diǎn)
木材干燥就是木材中的水分以汽化或蒸發(fā)的方式由木樹中排出的過程。木材干燥的方法很多, 通常分為自然干燥和人工干燥兩大類。
1. 自然干燥
把木材堆積在空曠的場地或通風(fēng)的棚舍內(nèi), 利用空氣作傳熱、 傳濕介質(zhì), 利用太陽輻射的熱量, 使木材中水分逐步排出, 達(dá)到一定的干燥程度, 這種干燥方法叫做自然干燥, 又叫大氣干燥, 簡稱氣干。
氣干木材的干燥程度受自然條件的限制, 隨著地區(qū)、 季節(jié)和樹種的不同而變化。一般只能把含水率降到 10-20 %左右, 達(dá)到與大氣的平衡含水宰相適應(yīng)為止, 而不可能再低, 如果要求更低的最終含水率則必須進(jìn)行人工干燥。
氣干的優(yōu)點(diǎn)是: 不需要建造費(fèi)用較大的干燥設(shè)施, 不需要電力和蒸汽等能源, 技術(shù)簡單,容易實(shí)施, 干燥成本低, 可以滿足氣干含水率的干燥要求, 因此在生產(chǎn)上仍廣泛應(yīng)用。
氣干的缺點(diǎn)是: 干燥條件如溫度、 相對濕度不能人為控制, 干燥時間較長, 不能干保到較低的含水率, 而且占地面積大, 干燥期間木材易遭菌蟲危害而發(fā)生變色、 腐朽、 蟲蛀, 以及產(chǎn)生開裂、 變形等缺陷。
為克服上述缺點(diǎn), 縮短氣干時間, 在普通氣干的基礎(chǔ)上, 又發(fā)展了強(qiáng)制氣干, 即在氣干中采用人工的強(qiáng)制氣流循環(huán)。它大大縮短了氣干的周期, 具有一定的優(yōu)點(diǎn), 得到了推廣應(yīng)用。
2. 人工干燥
人工干燥是指在一定的設(shè)備內(nèi), 用人工的方法造成適合木材干燥的條件, 如溫度、 相對濕度、 氣流循環(huán)速度等, 或用其他的加熱、 降濕方法使人材在人為控制下排出水分得到干燥。人工干燥可以保證干燥質(zhì)量, 縮短干燥時間, 并能滿足各種不同用途的干燥要求, 甚至某些特殊的要求。
下面介紹常用的人工干燥方法。
( 1 )窯干
窯干是最常用的人工干燥方法。窯干是把木材放在特制的建筑結(jié)構(gòu)或金屬結(jié)構(gòu)的干燥窯內(nèi), 人為地控制干燥介質(zhì)的溫度、 相對濕度和氣流循環(huán)速度, 主要利用氣體介質(zhì)的對流傳熱對木材進(jìn)行干燥. 因?yàn)楦稍锔G又稱為干燥室或干燥爐, 所以窯干又稱室干或爐干。
窯干的優(yōu)點(diǎn)是:
可干燥到要求的任何最終含水率, 不受自然條件的限制;
具有較成熟的干燥理論和工藝技術(shù), 能保證干燥質(zhì)量;
與氣干相比, 干燥周期短, 生產(chǎn)效率高, 占地面積小;
設(shè)備不太復(fù)雜, 使用壽命長, 安全可靠, 經(jīng)濟(jì)效果好。
窯干的缺點(diǎn)是:
需建造干燥窯, 投資較大。
需要消耗熱能、 電能, 而且能源利用率較低,
( 2 )太陽能干燥
由于能源供應(yīng)日益緊張, 太陽能的開發(fā)利用越來越受到人們的重視。太陽能干燥就是利用太陽能作為干燥窯的熱源來進(jìn)行木樹干燥。太陽能干燥的優(yōu)點(diǎn)是: 可利用太陽的無限能源, 節(jié)約煤炭等不可再生的能源, 而且可以降低生產(chǎn)成本。干燥周期比氣干短。
太陽能干燥的缺點(diǎn): 對氣候的依賴性大, 對太陽能的利用受日照時間的制約, 干燥濕度一題低于常規(guī)窯干, 因此干燥周期較長。
太陽能干燥適用于日照時間長, 晴天多的地區(qū)有廣闊的發(fā)展前途。
( 3 )紅外線干燥
紅外線干燥是利用木材在紅外線 (波長為 0 . 72- 1000um的電磁波 )的輻射后, 因吸收紅外線而產(chǎn)生熱, 使木材溫度升高, 水分蒸發(fā)而進(jìn)行干燥的。在工業(yè)上, 把 0 . 72- 4um波段的紅外統(tǒng)稱為近紅外線, 把 4-1000um波段的紅外線稱為遠(yuǎn)紅外線。由于遠(yuǎn)紅外線對濕本材輻射時比近紅外線容易吸收, 熱效應(yīng)向, 出此得到廣泛應(yīng)用。紅外線的穿透能力有限 (一般力 2- 8mm)更適合于穩(wěn)木材和單板的干燥。對于成材干燥采用紅外線與對流加熱方式相結(jié)合的干燥窯效果較好。
常見的遠(yuǎn)紅外線輻射元件有電加熱. 煤氣加熱和蒸汽加熱等幾種形式。遠(yuǎn)紅外線干燥的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備較簡單, 可不用鍋爐, 易于投產(chǎn)。遠(yuǎn)紅外線干燥的缺點(diǎn)是若用電作能源, 電耗量較大, 若無噴蒸調(diào)濕措施, 難干的厚板不能保證干燥質(zhì)量。
( 4 )高頻和微波子燥
高頻一般是指波長 1000- 7 . 5m, 頻率 0 . 3040 MH z的電磁波, 微波是指波長 1- 1000mm, 頻率 300至300000 MH z的電磁波。木材是一種電介質(zhì), 把它放在高頻或微波的電磁場中, 由于電介質(zhì)的耗損而使木材強(qiáng)烈地變熱, 木材中的水分汽化和蒸發(fā)而排出, 使木材得到干燥。高頻干燥和微波干燥都屬于電介質(zhì)干燥, 其特點(diǎn)是熱量不是從木材外部傳入, 而是在木材內(nèi)部直接發(fā)生的。木村內(nèi)部溫度高于木材表面溫度。木材內(nèi)部水分快速向外移動。其干燥速度比常規(guī)窯干快 10倍以上. 在同樣的電磁場強(qiáng)度下, 經(jīng)微波輻射所吸收的能量比高頻輻射高 20倍, 因此微波更適合于木材干燥。
高頻干燥和微波干燥的優(yōu)點(diǎn)是干燥速度非?？? 干燥均勻, 可解決常規(guī)窯干難干的木材的干燥。缺點(diǎn)是: 干燥設(shè)備技術(shù)復(fù)雜, 投資大, 電能消耗大, 干燥成本高, 只適于少量珍貴木材的干燥。