木材干燥的常用方法及其特点
一、 木材干燥的常用方法及其特点
木材干燥就是木材中的水分以汽化或蒸发的方式由木树中排出的过程。木材干燥的方法很多, 通常分为自然干燥和人工干燥两大类。
1. 自然干燥
把木材堆积在空旷的场地或通风的棚舍内, 利用空气作传热、 传湿介质, 利用太阳辐射的热量, 使木材中水分逐步排出, 达到一定的干燥程度, 这种干燥方法叫做自然干燥, 又叫大气干燥, 简称气干。
气干木材的干燥程度受自然条件的限制, 随着地区、 季节和树种的不同而变化。一般只能把含水率降到 10-20 %左右, 达到与大气的平衡含水宰相适应为止, 而不可能再低, 如果要求更低的最终含水率则必须进行人工干燥。
气干的优点是: 不需要建造费用较大的干燥设施, 不需要电力和蒸汽等能源, 技术简单,容易实施, 干燥成本低, 可以满足气干含水率的干燥要求, 因此在生产上仍广泛应用。
气干的缺点是: 干燥条件如温度、 相对湿度不能人为控制, 干燥时间较长, 不能干保到较低的含水率, 而且占地面积大, 干燥期间木材易遭菌虫危害而发生变色、 腐朽、 虫蛀, 以及产生开裂、 变形等缺陷。
为克服上述缺点, 缩短气干时间, 在普通气干的基础上, 又发展了强制气干, 即在气干中采用人工的强制气流循环。它大大缩短了气干的周期, 具有一定的优点, 得到了推广应用。
2. 人工干燥
人工干燥是指在一定的设备内, 用人工的方法造成适合木材干燥的条件, 如温度、 相对湿度、 气流循环速度等, 或用其他的加热、 降湿方法使人材在人为控制下排出水分得到干燥。人工干燥可以保证干燥质量, 缩短干燥时间, 并能满足各种不同用途的干燥要求, 甚至某些特殊的要求。
下面介绍常用的人工干燥方法。
( 1 )窑干
窑干是最常用的人工干燥方法。窑干是把木材放在特制的建筑结构或金属结构的干燥窑内, 人为地控制干燥介质的温度、 相对湿度和气流循环速度, 主要利用气体介质的对流传热对木材进行干燥. 因为干燥窑又称为干燥室或干燥炉, 所以窑干又称室干或炉干。
窑干的优点是:
可干燥到要求的任何最终含水率, 不受自然条件的限制;
具有较成熟的干燥理论和工艺技术, 能保证干燥质量;
与气干相比, 干燥周期短, 生产效率高, 占地面积小;
设备不太复杂, 使用寿命长, 安全可靠, 经济效果好。
窑干的缺点是:
需建造干燥窑, 投资较大。
需要消耗热能、 电能, 而且能源利用率较低,
( 2 )太阳能干燥
由于能源供应日益紧张, 太阳能的开发利用越来越受到人们的重视。太阳能干燥就是利用太阳能作为干燥窑的热源来进行木树干燥。太阳能干燥的优点是: 可利用太阳的无限能源, 节约煤炭等不可再生的能源, 而且可以降低生产成本。干燥周期比气干短。
太阳能干燥的缺点: 对气候的依赖性大, 对太阳能的利用受日照时间的制约, 干燥湿度一题低于常规窑干, 因此干燥周期较长。
太阳能干燥适用于日照时间长, 晴天多的地区有广阔的发展前途。
( 3 )红外线干燥
红外线干燥是利用木材在红外线 (波长为 0 . 72- 1000um的电磁波 )的辐射后, 因吸收红外线而产生热, 使木材温度升高, 水分蒸发而进行干燥的。在工业上, 把 0 . 72- 4um波段的红外统称为近红外线, 把 4-1000um波段的红外线称为远红外线。由于远红外线对湿本材辐射时比近红外线容易吸收, 热效应向, 出此得到广泛应用。红外线的穿透能力有限 (一般力 2- 8mm)更适合于稳木材和单板的干燥。对于成材干燥采用红外线与对流加热方式相结合的干燥窑效果较好。
常见的远红外线辐射元件有电加热. 煤气加热和蒸汽加热等几种形式。远红外线干燥的优点是设备较简单, 可不用锅炉, 易于投产。远红外线干燥的缺点是若用电作能源, 电耗量较大, 若无喷蒸调湿措施, 难干的厚板不能保证干燥质量。
( 4 )高频和微波子燥
高频一般是指波长 1000- 7 . 5m, 频率 0 . 3040 MH z的电磁波, 微波是指波长 1- 1000mm, 频率 300至300000 MH z的电磁波。木材是一种电介质, 把它放在高频或微波的电磁场中, 由于电介质的耗损而使木材强烈地变热, 木材中的水分汽化和蒸发而排出, 使木材得到干燥。高频干燥和微波干燥都属于电介质干燥, 其特点是热量不是从木材外部传入, 而是在木材内部直接发生的。木村内部温度高于木材表面温度。木材内部水分快速向外移动。其干燥速度比常规窑干快 10倍以上. 在同样的电磁场强度下, 经微波辐射所吸收的能量比高频辐射高 20倍, 因此微波更适合于木材干燥。
高频干燥和微波干燥的优点是干燥速度非常快, 干燥均匀, 可解决常规窑干难干的木材的干燥。缺点是: 干燥设备技术复杂, 投资大, 电能消耗大, 干燥成本高, 只适于少量珍贵木材的干燥。