木材是建筑業主要的原材料之一,我國在木材的使用上有著悠久的歷史,并取得了一定的成效,木材干燥設備的研制與開發也走過了幾十年的歷程。干燥設備生產行業在取得一定成績的同時,也存在諸多問題。
木材為當今世界建筑四大材料(鋼材、水泥、木材、塑料)之一,是其中**可再生并且可循環利用的綠色材料和生物資源。在木制品加工的過程中,烘干是可少的工藝環節,如果沒有一套技術性能優良的烘干設備和一整套合理的烘干工藝,木材就很容易出現各種缺陷,從而降低的木材的利用率。
傳統用窯和室干法烘干技術弊端較多,在木材的利用率以及效率上都有很大的問題,主要在溫度上控制不均勻,在烘干的過程中往往一部分木材已經烘干完成,但是另一部分含水量還是很高,這種木材后期往往都會發生變形、開裂、干縮、霉變等狀況,嚴重的浪費了我國的可再生資源以及資源利用率。
熱風木材干燥用于加熱的熱風爐設在窯外,由進、回氣管道與干燥窯相連。空氣干燥介質經回風管導入窯外熱風爐加熱后,再由鼓風機送回窯內,是一種氣流雙循環的常規干燥。該法的缺點是熱能利用率低;動力消耗大;窯內溫、濕度場分布不均,工藝參數不易調控,干燥速度慢且不均勻;回風管道及鼓風機易腐蝕;干燥窯容量小,單位產量的比造價高等。
熱泵木材干燥優點是使用電能沒有污染;容易操作,干燥質量一般較好。缺點是使用電能干燥成本高;干燥時間長,生產率低;除濕機易發生故障,維修費用高,使用壽命短;沒有調濕裝置,不能消除干燥應力等。由于其干燥動力主要靠降低干燥介質的相對濕度而不是提高溫度,故在高含水率階段或干燥易于樹種時作用較明顯,而在低含水率階段或干燥難干樹種時作用則不明顯。然而,用該法干燥易干樹種或當含水率較高時,又嫌干燥太慢,有時會導致木材長霉。建議木地板企業不采用,除非產量很低且對環保有特殊要求。
用微波加熱木材時,由于微波同時作用木材的內外各部份,發熱均勻,故經微波處理的木材,干燥均勻徹底,由于微波是穿透木材,直接激化水分子,產生熱量,所以內部溫度還略高于外部,這樣可**限度避免木材出現用傳統加熱法干燥木材的溫度梯度而產生的變形、開裂、干縮等問題,能顯著提高木材的利用率。微波干燥木材的一個顯著特點是具有選擇性,含水率高的部分吸收微波多,產生的熱量大,反之則產生熱量小,加上木材是內部整體生熱,沒有熱慣性,也沒有熱傳輸損耗,所以干燥速度比傳統木材干燥法快10倍以上。
微波比其它用于輻射加熱的電磁波,如紅外線、遠紅外線等波長更長,因此具有更好的穿透性。微波透入介質時,由于介質損耗引起的介質溫度的升高,使介質材料內部、外部幾乎同時加熱升溫,形成體熱源狀態,大大縮短了常規加熱中的熱傳導時間,且在條件為介質損耗因數與介質溫度呈負相關關系時,物料內外加熱均勻。
利用”提水率”這一指標來考核干燥效率的。所謂”提水率”是被定義為1千瓦的微波功率在1小時內,使被干燥物失水的公斤數,單位為公斤/千瓦小時(kg/kwh)。提水率高,說明設備的效率高。對4類樹種的成材,在其規格基本相同的條件下進行考核實驗。結果表明:各類樹種木材的提水率都在1kg/kwh左右或略為超過。同一種木材在其厚度規格不同的情況下,其提水率也都大約等于1kg/kwh 。同一種木材沿纖維方向的長度不同,則干燥效果具有明顯的差別,用纖維結構比較緊密的柞木進行試驗比較,長度短提水率高,反之則提水率低。眾所周知,被加熱的木材,隨著逐漸冷卻過程的進行,其內的水分是要進一步蒸發的。所以適當的烘后冷卻,能提高干燥效果。
由于微波干燥具有強烈的滲透性和選擇性等優點,在干燥過程中,木板表里之間、兩端和中間纖維的收縮基本上比較,所以開裂和變形小。經實際考察,認為微波干燥的木材質量較自然干燥的好。
木材是國家一類物資,節約木材不但具有經濟效益,而且可以減少森林采伐,有重大的環境效益。在自然干燥中,由于變形、開裂、霉爛變質造成的木材報廢相當嚴重,實踐證明,采用微波干燥,木材的利用率至少可提高5% , 加快了木材使用的周期:由于木材自然干燥需要長達一年甚至數年的時間,為了維持生產的正常進行必須儲存大量的木材以做周轉,不僅占用很大的場地而且還要經常翻曬。采用微波干燥后,濕木材及時得到干燥,上述現象均可得到適當的改善。
|