木材幹燥的方法及新技術的研究

迄今已實現工業化的常用人工木材幹燥方法包括常規幹燥、高溫幹燥、除濕幹燥 、太陽能(néng)幹燥、真空幹燥、高頻幹燥、微波幹燥及煙氣幹燥等。

常規幹燥以常壓濕空氣作幹燥介質，以蒸汽、熱水、爐氣或熱油作熱源，問接加熱空氣，幹燥介質溫度在100℃以下。高溫幹燥的幹燥介質溫度在 100℃以上，其幹燥介質可以是常壓過(guò)熱蒸汽，也可以是濕空氣，但以常壓過(guò)熱蒸汽居多。常規爐氣幹燥和煙氣幹燥都(dōu)配有燃燒木廢料 (或其它燃料 ) 的燃燒爐，以燃燒産生的煙氣作熱源。煙氣幹燥是爐氣幹燥的初級階段，一般指土法建造的幹燥窯，以燃料燃燒生成(chéng)的煙氣直接或間接加熱幹燥木材。除濕幹燥 (又稱熱泵幹燥 )與常規幹燥的幹燥介質相同，都(dōu)是濕空氣，二者區别在于空氣的降濕方式。常規幹燥空氣采用開(kāi)式循環，即定期從幹燥室排出一部分濕度大的熱空氣 ，同時從外界吸入等量的冷空氣，故常規幹燥的換氣熱損失比較大。除濕幹燥時，濕空氣經(jīng)過(guò)除濕機的制冷系統，經(jīng)冷卻脫濕一加熱再回到幹燥室，進(jìn)行空氣的閉式循環。濕空氣脫濕時放出的熱量 ，依靠制冷工質回收，有用于加熱空氣 ，故除濕幹燥的節能(néng)效果比較明顯，與蒸汽幹燥相比其節能(néng)率一般在 40%以上。

高頻和微波幹燥都(dōu)是以濕木材作電介質，在交變電磁場的作用下使木材中的水分子高速頻繁的轉動，水分子之間發(fā)生摩擦而生熱，使木材從内到外同時加熱幹燥。這(zhè)兩(liǎng)種(zhǒng)幹燥方法的特點是幹燥速度快，木材内溫度場均勻，殘餘應力小，幹燥質量較好(hǎo)。高頻與微波幹燥的區别是前者頻率低、波長(cháng)較長(cháng)，透入木材 的深度較深 ，适于幹大斷面(miàn)的厚木材 。微波幹燥的頻率比高頻更高(又稱超高頻 )，但波長(cháng)較短，其幹燥速率比高頻大，但波的透入深度不及高頻。

木材真空幹燥時，木材 内外的水蒸汽壓差增大，加快了木材内水分遷移速度，同時由于真空狀态下水的沸點低 ，所以可在不高的幹燥溫度 (如7O℃左右 )下達到較高的幹燥速率 ．因而具有幹燥周期短、幹燥應力小、幹燥質量好(hǎo)的特點。

木材太陽能(néng)幹燥通常是利用太陽能(néng)直接加熱空氣，依靠風機使空氣在太陽能(néng)集熱器和幹燥室材堆之間循環。一般有溫室 (暖房 )型和集熱器型兩(liǎng)種(zhǒng)。前者將(jiāng)集熱器與幹燥室做成(chéng)一體。後(hòu)者則將(jiāng)集熱器和幹燥室作分體式布置，其容量較溫室型大，布置也靈活。太陽能(néng)幹燥由于受氣候條件限制，故常與爐氣、蒸汽、熱泵等組合成(chéng)爲聯合幹燥裝置。真空、高頻、微波及太陽能(néng)幹燥等所占份額均小于 3%。

幹燥新技術與工藝

(1)新技術如聲波幹燥木材、激光鑽孑L幹燥木材、加壓幹燥木材、正負交替幹燥及各種(zhǒng)聯合幹燥等。

(2)幹燥新工藝包括近年來出現的各種(zhǒng)速生材 、難幹材的幹燥工藝的研究。

(3)汽蒸、微波及滾壓等各種(zhǒng)預熱處理工藝。提高幹燥速度的研究。

(4)幹燥過(guò)程中的防變色 (如橡膠木、泡桐 )和脫脂 (如馬尾松 )工藝的研究。

作用

（1）提高木材和木制品使用的穩定性。木材長(cháng)期暴露在空氣中會發(fā)生濕脹和幹縮現象，而木材的不均勻的濕脹幹縮，往往會引起(qǐ)木材開(kāi)裂和變形，影響使用，造成(chéng)浪費。若用濕的木材或沒(méi)有幹燥好(hǎo)的木材制造産品（如門窗、地闆、家具等）時，剛剛做好(hǎo)時好(hǎo)像不錯，可是經(jīng)過(guò)一段時間後(hòu)，随着木材的變幹就會發(fā)生門框歪斜、地闆翹曲、接榫松脫或闆面(miàn)開(kāi)裂等現象，造成(chéng)很大的損失。生産單位若在使用前，將(jiāng)木材幹燥到使用要求的含水率，就可以保證木制品結構的穩定性，使之外形美觀、經(jīng)久耐用。

（2）提高木材和木制零件的強度，當木材含水率低于纖維和飽和點時，木材的強度將(jiāng)随着木材含水率的降低而提高。經(jīng)過(guò)幹燥後(hòu)的木材，可以改善切削加工條件，提高木結構零件的強度、膠接強度與木制品的表面(miàn)裝飾質量。木材的導熱性質與導電性質是随着它的含水率的改變而改變的，要提高木材的保溫性與絕緣性，也需要用降低含水率的辦法來減小導熱性與導電性。

（3）預防木材的貶質和腐朽。濕木材如果長(cháng)時間堆放在露天空氣中，若不采取适當的措施，往往會發(fā)生腐朽或遭蟲害。當木材含水率降低到20%以下時，可大大減少菌類和害蟲的侵害與破壞。所以，一般在生産單位，把木材幹燥到含水率8-15%左右。這(zhè)樣不僅保證了木材的固有性質和強度，而且也提高了木材的抗腐蝕能(néng)力。

（4）減輕木材的重量。新砍伐的木材，其含水量甚至超過(guò)了本身的重量，經(jīng)過(guò)短期存放、自然幹燥後(hòu)，它的含水量仍然很高。木材經(jīng)過(guò)室幹後(hòu)，其重量可減輕約30-50%，有利于提高車輛的運載能(néng)力。總之，經(jīng)過(guò)幹燥的木材，可以保證木材制品的質量，改善木材的使用性能(néng)，延長(cháng)使用年限，從而節約了木材。多年來的實踐證明，木材幹燥在生産上是不可缺少的過(guò)程，在科學(xué)上已成(chéng)爲專門的學(xué)科。