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南京荣耀木材干燥设备公司
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木材干燥应用领域的拓展
发布时间:2014-4-2 11:53:37 点击量:1148

木材干燥应用领域的拓展

--- 翁文增  南京林业大学  教授

    木材干燥,是用人工方法在较短时间内将木材的含水率降到可长期相对稳定的使用含水率范围内(通常为6~14%,与地区、使用环境及新产品用途有关),以确保木材和木制品的加工质量、形体稳定和延长其使用寿命,从而提高木材的使用价值。木材干燥是木材加工过程中的一个极其很重要的环节。

    随着生产力的发展,木材干燥除了以上述为主要目的外,还有其它方面的应用。例如用于进、出口木材及木质包装材料的杀虫防疫;松木的脱脂处理;木材的变色处理;竹制品基材的干燥;以及在环保系统三产中利用垃圾焚烧能源干燥木材的应用等。笔者和南京荣耀干燥设备公司都曾为这些应用领域提供设备和技术方面的支持,现扼要介绍如下:

1、进、出口木材和木质包装材料的杀虫防疫

    根据国家检验杀疫局规定,进口木材和木质包装箱都要进行检验检疫,如发现有病虫害,须及时进行杀虫消毒处理。而出口木材和木质包装箱等木制品,根椐到岸国入境要求,必须提供由我国检验检疫部门签发的相关检疫证明文体。

    以往采用的木材杀虫消毒处理,是用溴钾烷挥发气体(密度48g/m3~64 g/m3,随温度而异)薰蒸16~24h的办法。此法的缺点是:①溴钾烷会破坏臭氧层,有些国家已禁止使用,我国也会在不久的将来禁用;②使用有毒气体会引起环境污染和对周围人员产生伤害(操作人员须带防毒面具);③对于厚板的杀虫效果不够彻底;④温度低于10℃的环境因溴钾烷不能充分挥发而不能处理;⑤一旦未能毒害虫,还会增强其抗药性。随着社会文明进步和人们健康意识的提高,环保呼声越来越大,这种毒化处理的方法正在逐浙被淘汰。

    其实,木材窖干过程具有杀虫消毒作用:如干燥温度为55℃以上,喷蒸Ih,使相对湿度接近于100%,可杀死已感染的霉菌;如干燥温度达65℃,是要保持24h,即可完全杀灭已感染的变色菌和腐朽菌;干燥温度在60℃以上,只要持续时间不少于每cm木板厚度4h,即可完全杀死已侵入木材中的各种虫卵、幼虫他成虫。温度越高、相对湿度越高、木材含水率越高、木板厚度越薄,杀虫灭菌所需的时间越短,可参考表1小蠹虫科的灭杀时间。由此可见,在木材窖干工艺条件范围内,完全可以解决木材的杀虫消毒问题。

    也许是木材干燥知识普及不够,上世纪九十年代以前,检验检疫部门和木材进口商,处理进口木材的杀虫防疫问题,总是找森林保护专家用药物毒杀的方法解决。直至1998年,国家出入境检验检疫局有关部门才与木材干燥专家取得联系,着手制订用热处理方法进行木材杀虫防疫的有关规定,如“国检动(1999)725号《木质包装热处理操作规程(试行)》。”笔者有辛曾为该项工作提供相关的技术咨询,并承诺提供技术和设备的支持。

表1小蠹虫科的灭杀时间

木材含水率状态

干球温度(℃)

湿球温度(℃)

相对湿度(%)

平衡含水率(%)

木材厚度(㎝)

加热时间(h)*

湿材

60

56

82

13.8

2.5

3

5.0

5

7.5

7

气干材

60

51

60

9.4

2.5

10

5.0

12

7.5

14

*指干燥窑内达到预定的干、湿球温度后维持的时间。根据满久崇磨<<木材&乾燥>>(原版)整理

    近年来,笔者与荣耀干燥设备公司及南京林业大学机电工程学院甘英俊老师合作,为南京、苏州和吴江4家工厂提供了用于进、出口包装箱板材杀虫和干燥的技术与设备。即按“国检动”(1999)725号《木质包装热处理操作规程(试行)》的规定,为干燥窖配置可检测和打印干球温度、湿球温度和木板心层温度随时间变化的干燥过程曲线及数据,且不可人为修改记录结果的电脑监测监控装置。经南京市检验检疫局对木质包装材料热处理杀虫效果多次对照抽检的结果表明,侵入木材内部的成虫和幼虫经窖干处理后100%杀灭。从此,检验检疫部门只要根据温度检测打印记录,便可评价木质材料的热处理杀虫效果,用不着再查找虫眼取虫检验了。热处理杀虫法现已在该系统推广,以取代化学药物蒸毒杀法。

2、用焚烧垃圾能源干燥木材

    江苏吴江某厂是专门有偿集中处理焚烧医疗垃圾、纺织口和塑料等工业楞燃固体垃圾的工厂。其燃烧装置由干馏炉、燃烧炉、烟气净化装置和全自动控制装置组成。可燃固体垃圾装入干馏炉后,控制其自燃状态始终无明火燃烧。干馏出来的可燃气体进入燃烧炉燃烧,完全燃烧后的烟气再经过药液喷淋和清水喷淋进行中和处理及除尘处理,使烟气得到高度净化。干馏炉和燃烧炉均有冷却水夹层,类似于火管祸炉。冷却水沸腾后以常压蒸汽排入大气而弃之。该装置正常工作时,其冷却水耗水量(相当于锅炉蒸发量)约500~ 800kg/h,其中燃烧炉约占85%左右。该厂的可燃固体垃圾来源可确保该处理装置能连续工作,或略有卒保车佘。

    为充分利用此能源,笔者为该厂设计配套干燥窖,并新增生产出口包装箱业务。干燥窖由本公司制造、安装和调试。为了确保焚烧炉供热的连续和稳定,再增加一台干馏炉,既两台干馏炉轮番交叉作业,这们便可确保焚烧炉在供热上限附近连续稳定地工作。

    配套干燥窖为装载量40m3/窖的二窖一套的叉车横装式新型侧风机型吊挂门窖(已申请专利)。采用热水循环加热和自动高压热水喷雾调湿。可根据需要单独由燃烧炉供热,或单独由某一干馏炉供热或联合供热。两座干燥窖可单独工作或同时工作。采用半自动控制,6点含水率巡回检测,干球温度、湿球湿度和木材中心温度自动检测记录,并不可人为修改记录结果,干燥过程结束后可打印温度-时间干燥曲线。该干燥窖已投产,各项技术经济指标均非常理想(该项设计将专文介绍)。

    随着环保事来的发展,象这样的垃圾集中焚烧处理的项目将在各地推广,而利用垃圾焚烧能源来干燥木材不失是一各较为理想的废能综合利用的选择。因无须再解决燃料问题,尤其适合做要木材代理干燥业务,或兼营窖干木材销售业务。当前我国各地都有很多人体木材商贩和小型作坊式木器家具企业,它们需要干燥木材,但自身又无设备和技术。因此,代理木材干燥业务前景广阔,经济效益显著。

3、松木脱脂处理

    松木含有松脂,直接影响木材的加工、胶合和油漆,更影响木制品的使用。尤其是用作家具、门窗和装饰材料的松木,必须经脱脂处理。

    市售松木脱脂处理设备,主要由真空处理罐和配液槽两部分组成。待处理的木材装在真空罐内,于负压条件下注入一定浓度的碱液后,升温处理一定时间,使碱液将松脂溶解抽提出来。该法属化学方法,其缺点是大量的碱水抽提液造成环境污染,须另解决排污处理问题;处理后的木材严重变色变脏,必须再进行漂白处理;有脱脂效果的表层在加工时被刨去,而木材内层脱脂效果较差;处理设备较贵,每套须25 ~35万元。因此,该法难以推广。

    其实,木材干燥可以解决松木脱脂问题。因为松脂是由松香和松节油组成的,在与水共存的条件下,当温度达到93℃时,松节油即可从松脂中挥发。我们可以利用这个原理,制订使松木脱脂的干燥工艺。即欲脱脂的松木应从湿材开始窖干,对于气干材或半干材,应先在水中浸泡使其湿透后再入窖干燥。脱脂处理主要把握高温高湿预热处理和高含水率阶段的干燥温度应不低于93℃,并在该两阶段维持足够的时间,使松脂中的松节油能充分挥发。而残留下来的松香,不会影响木材的加工、胶合和油漆,也不影响木制品的使用。该法因是物理方法,无污染和其它不良影响。而且可在干燥过程中完成,无须增加投资和成本,简单易行,是值得推广的好方法。在干燥实践中,凡脱脂效果不理想的,都是因为没有掌握好高含水率阶段的处理温度和时间所致。

4、木材的变色处理

根据市场向,有的木材制品需要进行变色处理。例如红榉胶合板比白榉胶合板更受顾客青睐。

    使木材的色泽由淡变深,是通过汽蒸处理来实现的。这种材色变化的效果,与树种及其木材本色有关,也同处理时的木材含水率、处理温度、相对湿度及处理时间有关。例如白榉木汽蒸处理后变成淡淡的粉红褐色,即所谓红榉的色泽,比较好看。而水曲柳、柞木、栎木之类的木材,处理后变成暗褐色,松木之类变成暗灰褐色,均因色泽灰暗而不如本色好看。因此,木材变色处理必须因材而异。工艺方面,木材的含水率越高、处理温度越高、相对湿度越高、处理时间越长,色泽的变化越深。

    汽蒸处理设备,最好是用专门设计的汽蒸处理窖。如是临时处理,也可用干燥窖代替。木材汽蒸处理窖必须具有很好的保温、气密性能,并耐腐蚀、抗开裂。窖内的设备,只要求能提供足够的常压蒸汽、监测和控制温、湿度、并可排出窖内空气和调控窖内压力为常压等功能即可。无须设置进、排气控制装置,也不必测量木材含水率。而加热与通风装置则可要可不要。若有加热和通风装置,可以在处理前先进行预热,以避免刚喷蒸时在窖内壁和木材表面产生冷凝水,并可调控处理过程的温度。但达到正常处理状态时可以停止通风和加热。由于高湿环境对利用率不高的加热与通风装置极易腐蚀,故多数汽蒸处理窖不设加热与通风装置。如有常压蒸汽供应,在窖内设喷蒸管将蒸汽直接喷入并使其均匀分布即可。若采用带压蒸汽,则必须在窖内设置能自动控制水位的水槽,用带压蒸汽加热水槽产生常压蒸汽。如无蒸汽供应,也可用炉灶直接加热窖内水槽来产生蒸汽。蒸汽产生的速率必须能在较短时间内使窖内的相对湿度达到95%左右。对于气密性较好的处理窖,在其下部设一平衡管是必要的。该平衡管的顶端应有活动盖板。当窖内气压较大时,活动盖板自动开启,释压后又自动盖牢。将平衡管装在窖的下部,目的是让其排出空气而不排蒸汽。

    汽蒸处理的木材堆放,最好采用“w”形架板叠堆法,尽量不要压住板面。也不要使用隔条平铺垛堆,以免产生隔条印迹。处理工艺主要控制相对湿度在90 ~100%,温度在60~ 90℃范围即可,对硬木和厚板,最好不超过70℃。若工艺条件稳定,一般24~ 36h即可完成变色处理。

5、竹制品基材的干燥

    这里主要是指生产竹材胶合板的竹单板或竹篾捆的干燥,和生产竹地板的竹片干燥。设备与木材干燥窖相同,但容量不能太大。根据生产规模,可采用20 ~40㎡/窖的小型干燥窖。与干燥木材不同之处主要是装堆。除了考虑竹片和竹单板较薄且容易纵弯变形、竹篾捆松散没有强度等待点外,还应考虑相邻工序的需要。如竹片和竹单板窖干前须进行水煮处理,通常将竹片或竹单板装在特制的吊笼中,用3片竹片相叠作隔条在笼中装堆,因竹片收缩变形较严重,每笼的堆顶务必用重物加压。装好后将吊笼浸入热水槽蒸煮,然后再将吊笼装入窖内干燥。对于竹篾捆,通常采用隔层式组合吊笼,窖干后将吊笼浸入胶液槽挂胶,并沥干,然后再取出竹篾捆进行铺模、热压。

??????????????????????????????????????????   竹材干燥工艺要点:应采用中低温慢速干燥,温度不能超过70℃,否则会导致硬度过高而难以加工;相对湿度可以低些;不必进行中间处理,但竹片干燥应进行终了处理。竹片干燥的时间控制在2.5 ~3 d效果较好,而竹篾捆的干燥需3 ~4d
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