我國木材干燥工業(yè)現(xiàn)狀與科技需求—木材干燥行業(yè)的主要技術(shù)問題與科技需求
2 木材干燥行業(yè)的主要技術(shù)問題與科技需求
2.1 主要技術(shù)問題
盡管我國木材干燥行業(yè)發(fā)展迅速，木材干燥技術(shù)取得了很大進(jìn)步，但大多是對國外技術(shù)的跟蹤研究和開發(fā)，原始創(chuàng)新技術(shù)很少。主要技術(shù)問題：
1） 我國人工干燥鋸材量很低，應(yīng)繼續(xù)面向廣大中小型木材加工企業(yè)，開發(fā)和推廣經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、低耗的木材干燥技術(shù)，提升我國木材工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。
2） 目前我國實(shí)木家具、實(shí)木地板用硬闊葉樹鋸材的總量約1600萬m3/a，大部分由東南亞、非洲、南美和歐洲等國進(jìn)口。由于木材樹種多達(dá)百種，且多為難木材，開裂、變形、皺縮等缺陷嚴(yán)重，常造成一定的生產(chǎn)損失或產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。然而迄今為止，國內(nèi)對上述進(jìn)口材的干燥特性，仍缺乏系統(tǒng)、深入的研究、生產(chǎn)上亦缺乏針對性強(qiáng)的技術(shù)措施。
細(xì)木工芯板、拼板及木質(zhì)包裝材料（托盤）等使用的原料，主要為楊、杉、松扥人工林木材，該類鋸材中干燥材的總量偏小，生產(chǎn)上急需高效、低耗的干燥技術(shù)。
3） 松類人工林木材擠出，多作為附加值較低的細(xì)木工芯板好包裝材料。如能在處理成本降低的前提下，通過木材干燥與木材改性的一體化處理技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)劣材優(yōu)用，大幅度提升人工林木材的附加值，同時也將緩解我國長期存在的木材資源結(jié)構(gòu)性矛盾。
4） 我國不同地域的木制品平衡含水率差異很大，而我國的家具、地板等產(chǎn)品的生產(chǎn)多集中在沿海地區(qū)。如果生產(chǎn)中對木制品的含水率管控不到位，極易出現(xiàn)開裂和變形等產(chǎn)品質(zhì)量問題。因此，木制品生產(chǎn)和貯運(yùn)過程中的含水率管控技術(shù)研究，亦已迫在眉睫。
2.2 科技需求與主要任務(wù)
2.2.1 國外木材干燥工業(yè)發(fā)展趨勢
1） 鋸材類別，以木結(jié)構(gòu)用人工林針葉材為主。由于人工林木材生長迅速、密度低、含水率高、生長應(yīng)力大，給木材干燥技術(shù)帶來新的難題。
2） 從單一的常規(guī)干燥，向組合干燥技術(shù)轉(zhuǎn)變。表現(xiàn)在：①氣干預(yù)干或大型低溫窯預(yù)干，與二次窯干組合，主要用于難干的硬闊葉樹材干燥；②高溫干燥，主要用于干燥建筑木結(jié)構(gòu)用針葉樹材；③除濕干燥，主要適合于小型企業(yè)干燥硬闊葉樹材；④真空干燥或高頻、真空聯(lián)合干燥，在歐洲應(yīng)用較廣泛，可快速干燥硬闊葉樹材，且降當(dāng)損失較少；⑤熱壓干燥，適合于人工林木材干燥，速度快，且干燥后的鋸材或單板光滑平整；⑥干燥前鋸材的預(yù)處理（預(yù)刨、預(yù)汽蒸、預(yù)分選、預(yù)鉆孔、預(yù)凍處理及翹曲的控制）；干燥后鋸材質(zhì)量（特別是含水率）的跟蹤監(jiān)控。
3） 木材干燥工藝精細(xì)化、模型化和自動化。發(fā)達(dá)國家對木材干燥工藝和干燥質(zhì)量要求嚴(yán)格，制定了詳細(xì)的工藝規(guī)程，且對干燥過程中的水分移動、熱量傳遞、氣流循環(huán)、木材中應(yīng)力應(yīng)變，均建有數(shù)學(xué)模型，并成功地用于指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)。
4） 節(jié)能干燥技術(shù)。木材干燥的能耗分為有用能耗和無用能耗。防止過多地排出濕熱空氣和吸入窯外冷空氣，是木材干燥工藝節(jié)能的重點(diǎn)。另外，利用木材加工剩余物或天然氣，直接燃燒加熱用于干燥針葉樹材，亦是節(jié)能的有效措施。該技術(shù)熱效率高，干燥后板材的色澤好，使用普遍。
5） 木材干燥潔凈化。研究木材干燥過程中排放的揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）的種類、數(shù)量及收集清除的方法。
2.2.2 我國木材干燥技術(shù)的研究重點(diǎn)
1） 家具、地板用材的優(yōu)質(zhì)高效干燥技術(shù)。家具、實(shí)木地板用材多為進(jìn)口的難干硬闊葉樹材，樹種繁多，且干燥特性不詳。為穩(wěn)妥起見，生產(chǎn)中多用低溫慢干的工藝基準(zhǔn)，生產(chǎn)效率低，降等損失大。因此，進(jìn)行家具、實(shí)木地板用硬闊葉樹材的干燥特性、滲透性及預(yù)處理改善滲透性的研究，開發(fā)優(yōu)質(zhì)高效的干燥技術(shù)，對我國實(shí)木家具、地板行業(yè)增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力意義重大。
針對難干硬闊葉樹材，可采用集成干燥技術(shù)，包括預(yù)處理-預(yù)干燥（大型窯預(yù)干、太陽能預(yù)干）-二次干燥（窯干或真空干燥等）技術(shù)的集成優(yōu)化，以及干燥質(zhì)量、速度、經(jīng)濟(jì)性評估指標(biāo)體系的構(gòu)建。
2） 人工林木材的高效干燥與材質(zhì)改良一體化。人工林木材徑級小、幼齡材及濕心材含量大，干燥時易翹曲、開裂及皺縮；嘎吱熱能消耗大。常規(guī)干燥窯配置的熱功率往往不足，導(dǎo)致干燥時間長。急需開發(fā)快速干燥且材料改良一體化的技術(shù)。
如以人工林木材為原料的細(xì)木工板芯板、包裝材及部分建筑材的高溫快干工藝；速生材鋸材表層密度、強(qiáng)度的改善，平整度和尺寸穩(wěn)定性提高的技術(shù)；松木低成本、無化學(xué)污染及與干燥一體化的脫脂改性及增值技術(shù)等。經(jīng)綏芬河、莆田等大型進(jìn)口材基地高效干燥體系的實(shí)踐、經(jīng)濟(jì)效益顯著。
3） 戶外建筑用材組合干燥與功能改性增值技術(shù)。隨著城市環(huán)境的建設(shè)，戶外建筑裝修及庭院木質(zhì)家具的需求量愈來愈大。目前，多使用針葉樹材并進(jìn)行防腐或滯火處理。由于木材防腐處理對環(huán)境有一定的污染，若采用高溫?zé)崽幚聿模ㄋ追Q炭化木）做戶外建筑及庭院家具，不但健康、環(huán)保，而且色澤美觀、古樸、典雅。
因此，需著重開發(fā)防腐、阻燃處理材的高效干燥技術(shù)、戶外材的超高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)及性能評價體系；戶外家具用針葉樹材的高效快速干燥技術(shù)；防腐或阻燃處理后的二次干燥技術(shù)。
4） 木制品生產(chǎn)=貯存過程中的含水率及應(yīng)變監(jiān)控技術(shù)。在木材干燥、貯存、加工及制品貯存的整個過程中，對木材或制品的含水率及應(yīng)力、應(yīng)變進(jìn)行全程自動監(jiān)控，以便實(shí)時調(diào)整木材加工工藝，保證木制品的質(zhì)量。研究重點(diǎn)是，木材含水率及應(yīng)變連續(xù)遙測及管控技術(shù)；木制品零部件質(zhì)量實(shí)時評估體系的構(gòu)建等。
5） 木材干燥的節(jié)能減排技術(shù)。包括常規(guī)干燥窯的進(jìn)、排氣監(jiān)控及排氣余熱的高效回收技術(shù)；太陽能與其他綠色干燥技術(shù)的組合；人造板加工的節(jié)能減排技術(shù)；節(jié)能減排評估體系的構(gòu)建。
上述技術(shù)關(guān)鍵的研發(fā)，須始終貫徹優(yōu)質(zhì)高效和節(jié)能減排的原則，對提高木質(zhì)產(chǎn)品的質(zhì)量和附加值，提高生產(chǎn)效率，節(jié)能降耗，減少降等率，節(jié)約木材資源的意義重大。
2.3 產(chǎn)業(yè)化前景和經(jīng)濟(jì)效益分析
“十二五”期間我國木材干燥的科技任務(wù)，是針對我國木材工業(yè)的現(xiàn)狀和需求，緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際而提出，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益如下：
1） 傳統(tǒng)家具、實(shí)木地板用材優(yōu)質(zhì)高效干燥技術(shù)的應(yīng)用，可顯著改善家具和實(shí)木地板產(chǎn)品的質(zhì)量，大大縮短生產(chǎn)周期，有力地提升家具和實(shí)木地板產(chǎn)品的品牌價值和市場競爭力。
2） 速成材的高效快干及材質(zhì)改良一體化技術(shù)，可直接應(yīng)用于細(xì)木工板芯板、包裝箱板廠及部分建筑材料的生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低能耗，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品附加值。
3） 防腐及阻燃材的高效組合干燥與功能改性增值技術(shù)，可直接用于正規(guī)的防腐企業(yè)，提高防腐針葉樹材的質(zhì)量及生產(chǎn)率；且木材超高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)的應(yīng)用，將為木材的防腐和改性開辟一條環(huán)保、健康、且產(chǎn)品材質(zhì)優(yōu)良的新型發(fā)展道路。
4）木制品生產(chǎn)、貯存過程中含水率及應(yīng)變的監(jiān)控技術(shù)，可用于企業(yè)監(jiān)控木制品在整個生產(chǎn)和貯存過程中的質(zhì)量，保證木制品生產(chǎn)的合格率及優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品率，創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)名牌產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的附加值