木材干燥的常用方法及其特點
一、 木材干燥的常用方法及其特點
木材干燥就是木材中的水分以汽化或蒸發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的棚舍內, 利用空氣作傳熱、 傳濕介質, 利用太陽輻射的熱量, 使木材中水分逐步排出, 達到一定的干燥程度, 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、 季節和樹種的不同而變化。一般只能把含水率降到 10-20 %左右, 達到與大氣的平衡含水宰相適應為止, 而不可能再低, 如果要求更低的最終含水率則必須進行人工干燥。
氣干的優點是: 不需要建造費用較大的干燥設施, 不需要電力和蒸汽等能源, 技術簡單,容易實施, 干燥成本低, 可以滿足氣干含水率的干燥要求, 因此在生產上仍廣泛應用。
氣干的缺點是: 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生變色、 腐朽、 蟲蛀, 以及產生開裂、 變形等缺陷。
為克服上述缺點, 縮短氣干時間, 在普通氣干的基礎上, 又發展了強制氣干, 即在氣干中采用人工的強制氣流循環。它大大縮短了氣干的周期, 具有一定的優點, 得到了推廣應用。
2. 人工干燥
人工干燥是指在一定的設備內, 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構或金屬結構的干燥窯內, 人為地控制干燥介質的溫度、 相對濕度和氣流循環速度, 主要利用氣體介質的對流傳熱對木材進行干燥. 因為干燥窯又稱為干燥室或干燥爐, 所以窯干又稱室干或爐干。
窯干的優點是:
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, 能保證干燥質量;
與氣干相比, 干燥周期短, 生產效率高, 占地面積小;
設備不太復雜, 使用壽命長, 安全可靠, 經濟效果好。
窯干的缺點是:
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
由于能源供應日益緊張, 太陽能的開發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行木樹干燥。太陽能干燥的優點是: 可利用太陽的無限能源, 節約煤炭等不可再生的能源, 而且可以降低生產成本。干燥周期比氣干短。
太陽能干燥的缺點: 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, 晴天多的地區有廣闊的發展前途。
( 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, 因吸收紅外線而產生熱, 使木材溫度升高, 水分蒸發而進行干燥的。在工業上, 把 0 . 72- 4um波段的紅外統稱為近紅外線, 把 4-1000um波段的紅外線稱為遠紅外線。由于遠紅外線對濕本材輻射時比近紅外線容易吸收, 熱效應向, 出此得到廣泛應用。紅外線的穿透能力有限 (一般力 2- 8mm)更適合于穩木材和單板的干燥。對于成材干燥采用紅外線與對流加熱方式相結合的干燥窯效果較好。
常見的遠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。遠紅外線干燥的優點是設備較簡單, 可不用鍋爐, 易于投產。遠紅外線干燥的缺點是若用電作能源, 電耗量較大, 若無噴蒸調濕措施, 難干的厚板不能保證干燥質量。
( 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, 把它放在高頻或微波的電磁場中, 由于電介質的耗損而使木材強烈地變熱, 木材中的水分汽化和蒸發而排出, 使木材得到干燥。高頻干燥和微波干燥都屬于電介質干燥, 其特點是熱量不是從木材外部傳入, 而是在木材內部直接發生的。木村內部溫度高于木材表面溫度。木材內部水分快速向外移動。其干燥速度比常規窯干快 10倍以上. 在同樣的電磁場強度下, 經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點是干燥速度非常快, 干燥均勻, 可解決常規窯干難干的木材的干燥。缺點是: 干燥設備技術復雜, 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。