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南京榮耀木材干燥設備公司
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木材干燥應用領域的拓展
發布時間:2014-4-2 11:53:37 點擊量:1266

木材干燥應用領域的拓展

--- 翁文增  南京林業大學  教授

    木材干燥,是用人工方法在較短時間內將木材的含水率降到可長期相對穩定的使用含水率范圍內(通常為6~14%,與地區、使用環境及新產品用途有關),以確保木材和木制品的加工質量、形體穩定和延長其使用壽命,從而提高木材的使用價值。木材干燥是木材加工過程中的一個極其很重要的環節。

    隨著生產力的發展,木材干燥除了以上述為主要目的外,還有其它方面的應用。例如用于進、出口木材及木質包裝材料的殺蟲防疫;松木的脫脂處理;木材的變色處理;竹制品基材的干燥;以及在環保系統三產中利用垃圾焚燒能源干燥木材的應用等。筆者和南京榮耀干燥設備公司都曾為這些應用領域提供設備和技術方面的支持,現扼要介紹如下:

1、進、出口木材和木質包裝材料的殺蟲防疫

    根據國家檢驗殺疫局規定,進口木材和木質包裝箱都要進行檢驗檢疫,如發現有病蟲害,須及時進行殺蟲消毒處理。而出口木材和木質包裝箱等木制品,根椐到岸國入境要求,必須提供由我國檢驗檢疫部門簽發的相關檢疫證明文體。

    以往采用的木材殺蟲消毒處理,是用溴鉀烷揮發氣體(密度48g/m3~64 g/m3,隨溫度而異)薰蒸16~24h的辦法。此法的缺點是:①溴鉀烷會破壞臭氧層,有些國家已禁止使用,我國也會在不久的將來禁用;②使用有毒氣體會引起環境污染和對周圍人員產生傷害(操作人員須帶防毒面具);③對于厚板的殺蟲效果不夠徹底;④溫度低于10℃的環境因溴鉀烷不能充分揮發而不能處理;⑤一旦未能毒害蟲,還會增強其抗藥性。隨著社會文明進步和人們健康意識的提高,環保呼聲越來越大,這種毒化處理的方法正在逐浙被淘汰。

    其實,木材窖干過程具有殺蟲消毒作用:如干燥溫度為55℃以上,噴蒸Ih,使相對濕度接近于100%,可殺死已感染的霉菌;如干燥溫度達65℃,是要保持24h,即可完全殺滅已感染的變色菌和腐朽菌;干燥溫度在60℃以上,只要持續時間不少于每cm木板厚度4h,即可完全殺死已侵入木材中的各種蟲卵、幼蟲他成蟲。溫度越高、相對濕度越高、木材含水率越高、木板厚度越薄,殺蟲滅菌所需的時間越短,可參考表1小蠹蟲科的滅殺時間。由此可見,在木材窖干工藝條件范圍內,完全可以解決木材的殺蟲消毒問題。

    也許是木材干燥知識普及不夠,上世紀九十年代以前,檢驗檢疫部門和木材進口商,處理進口木材的殺蟲防疫問題,總是找森林保護專家用藥物毒殺的方法解決。直至1998年,國家出入境檢驗檢疫局有關部門才與木材干燥專家取得聯系,著手制訂用熱處理方法進行木材殺蟲防疫的有關規定,如“國檢動(1999)725號《木質包裝熱處理操作規程(試行)》?!惫P者有辛曾為該項工作提供相關的技術咨詢,并承諾提供技術和設備的支持。

表1小蠹蟲科的滅殺時間

木材含水率狀態

干球溫度(℃)

濕球溫度(℃)

相對濕度(%)

平衡含水率(%)

木材厚度(㎝)

加熱時間(h)*

濕材

60

56

82

13.8

2.5

3

5.0

5

7.5

7

氣干材

60

51

60

9.4

2.5

10

5.0

12

7.5

14

*指干燥窯內達到預定的干、濕球溫度后維持的時間。根據滿久崇磨<<木材&乾燥>>(原版)整理

    近年來,筆者與榮耀干燥設備公司及南京林業大學機電工程學院甘英俊老師合作,為南京、蘇州和吳江4家工廠提供了用于進、出口包裝箱板材殺蟲和干燥的技術與設備。即按“國檢動”(1999)725號《木質包裝熱處理操作規程(試行)》的規定,為干燥窖配置可檢測和打印干球溫度、濕球溫度和木板心層溫度隨時間變化的干燥過程曲線及數據,且不可人為修改記錄結果的電腦監測監控裝置。經南京市檢驗檢疫局對木質包裝材料熱處理殺蟲效果多次對照抽檢的結果表明,侵入木材內部的成蟲和幼蟲經窖干處理后100%殺滅。從此,檢驗檢疫部門只要根據溫度檢測打印記錄,便可評價木質材料的熱處理殺蟲效果,用不著再查找蟲眼取蟲檢驗了。熱處理殺蟲法現已在該系統推廣,以取代化學藥物蒸毒殺法。

2、用焚燒垃圾能源干燥木材

    江蘇吳江某廠是專門有償集中處理焚燒醫療垃圾、紡織口和塑料等工業楞燃固體垃圾的工廠。其燃燒裝置由干餾爐、燃燒爐、煙氣凈化裝置和全自動控制裝置組成??扇脊腆w垃圾裝入干餾爐后,控制其自燃狀態始終無明火燃燒。干餾出來的可燃氣體進入燃燒爐燃燒,完全燃燒后的煙氣再經過藥液噴淋和清水噴淋進行中和處理及除塵處理,使煙氣得到高度凈化。干餾爐和燃燒爐均有冷卻水夾層,類似于火管禍爐。冷卻水沸騰后以常壓蒸汽排入大氣而棄之。該裝置正常工作時,其冷卻水耗水量(相當于鍋爐蒸發量)約500~ 800kg/h,其中燃燒爐約占85%左右。該廠的可燃固體垃圾來源可確保該處理裝置能連續工作,或略有卒保車佘。

    為充分利用此能源,筆者為該廠設計配套干燥窖,并新增生產出口包裝箱業務。干燥窖由本公司制造、安裝和調試。為了確保焚燒爐供熱的連續和穩定,再增加一臺干餾爐,既兩臺干餾爐輪番交叉作業,這們便可確保焚燒爐在供熱上限附近連續穩定地工作。

    配套干燥窖為裝載量40m3/窖的二窖一套的叉車橫裝式新型側風機型吊掛門窖(已申請專利)。采用熱水循環加熱和自動高壓熱水噴霧調濕??筛鶕枰獑为氂扇紵隣t供熱,或單獨由某一干餾爐供熱或聯合供熱。兩座干燥窖可單獨工作或同時工作。采用半自動控制,6點含水率巡回檢測,干球溫度、濕球濕度和木材中心溫度自動檢測記錄,并不可人為修改記錄結果,干燥過程結束后可打印溫度-時間干燥曲線。該干燥窖已投產,各項技術經濟指標均非常理想(該項設計將專文介紹)。

    隨著環保事來的發展,象這樣的垃圾集中焚燒處理的項目將在各地推廣,而利用垃圾焚燒能源來干燥木材不失是一各較為理想的廢能綜合利用的選擇。因無須再解決燃料問題,尤其適合做要木材代理干燥業務,或兼營窖干木材銷售業務。當前我國各地都有很多人體木材商販和小型作坊式木器家具企業,它們需要干燥木材,但自身又無設備和技術。因此,代理木材干燥業務前景廣闊,經濟效益顯著。

3、松木脫脂處理

    松木含有松脂,直接影響木材的加工、膠合和油漆,更影響木制品的使用。尤其是用作家具、門窗和裝飾材料的松木,必須經脫脂處理。

    市售松木脫脂處理設備,主要由真空處理罐和配液槽兩部分組成。待處理的木材裝在真空罐內,于負壓條件下注入一定濃度的堿液后,升溫處理一定時間,使堿液將松脂溶解抽提出來。該法屬化學方法,其缺點是大量的堿水抽提液造成環境污染,須另解決排污處理問題;處理后的木材嚴重變色變臟,必須再進行漂白處理;有脫脂效果的表層在加工時被刨去,而木材內層脫脂效果較差;處理設備較貴,每套須25 ~35萬元。因此,該法難以推廣。

    其實,木材干燥可以解決松木脫脂問題。因為松脂是由松香和松節油組成的,在與水共存的條件下,當溫度達到93℃時,松節油即可從松脂中揮發。我們可以利用這個原理,制訂使松木脫脂的干燥工藝。即欲脫脂的松木應從濕材開始窖干,對于氣干材或半干材,應先在水中浸泡使其濕透后再入窖干燥。脫脂處理主要把握高溫高濕預熱處理和高含水率階段的干燥溫度應不低于93℃,并在該兩階段維持足夠的時間,使松脂中的松節油能充分揮發。而殘留下來的松香,不會影響木材的加工、膠合和油漆,也不影響木制品的使用。該法因是物理方法,無污染和其它不良影響。而且可在干燥過程中完成,無須增加投資和成本,簡單易行,是值得推廣的好方法。在干燥實踐中,凡脫脂效果不理想的,都是因為沒有掌握好高含水率階段的處理溫度和時間所致。

4、木材的變色處理

根據市場向,有的木材制品需要進行變色處理。例如紅櫸膠合板比白櫸膠合板更受顧客青睞。

    使木材的色澤由淡變深,是通過汽蒸處理來實現的。這種材色變化的效果,與樹種及其木材本色有關,也同處理時的木材含水率、處理溫度、相對濕度及處理時間有關。例如白櫸木汽蒸處理后變成淡淡的粉紅褐色,即所謂紅櫸的色澤,比較好看。而水曲柳、柞木、櫟木之類的木材,處理后變成暗褐色,松木之類變成暗灰褐色,均因色澤灰暗而不如本色好看。因此,木材變色處理必須因材而異。工藝方面,木材的含水率越高、處理溫度越高、相對濕度越高、處理時間越長,色澤的變化越深。

    汽蒸處理設備,最好是用專門設計的汽蒸處理窖。如是臨時處理,也可用干燥窖代替。木材汽蒸處理窖必須具有很好的保溫、氣密性能,并耐腐蝕、抗開裂。窖內的設備,只要求能提供足夠的常壓蒸汽、監測和控制溫、濕度、并可排出窖內空氣和調控窖內壓力為常壓等功能即可。無須設置進、排氣控制裝置,也不必測量木材含水率。而加熱與通風裝置則可要可不要。若有加熱和通風裝置,可以在處理前先進行預熱,以避免剛噴蒸時在窖內壁和木材表面產生冷凝水,并可調控處理過程的溫度。但達到正常處理狀態時可以停止通風和加熱。由于高濕環境對利用率不高的加熱與通風裝置極易腐蝕,故多數汽蒸處理窖不設加熱與通風裝置。如有常壓蒸汽供應,在窖內設噴蒸管將蒸汽直接噴入并使其均勻分布即可。若采用帶壓蒸汽,則必須在窖內設置能自動控制水位的水槽,用帶壓蒸汽加熱水槽產生常壓蒸汽。如無蒸汽供應,也可用爐灶直接加熱窖內水槽來產生蒸汽。蒸汽產生的速率必須能在較短時間內使窖內的相對濕度達到95%左右。對于氣密性較好的處理窖,在其下部設一平衡管是必要的。該平衡管的頂端應有活動蓋板。當窖內氣壓較大時,活動蓋板自動開啟,釋壓后又自動蓋牢。將平衡管裝在窖的下部,目的是讓其排出空氣而不排蒸汽。

    汽蒸處理的木材堆放,最好采用“w”形架板疊堆法,盡量不要壓住板面。也不要使用隔條平鋪垛堆,以免產生隔條印跡。處理工藝主要控制相對濕度在90 ~100%,溫度在60~ 90℃范圍即可,對硬木和厚板,最好不超過70℃。若工藝條件穩定,一般24~ 36h即可完成變色處理。

5、竹制品基材的干燥

    這里主要是指生產竹材膠合板的竹單板或竹篾捆的干燥,和生產竹地板的竹片干燥。設備與木材干燥窖相同,但容量不能太大。根據生產規模,可采用20 ~40㎡/窖的小型干燥窖。與干燥木材不同之處主要是裝堆。除了考慮竹片和竹單板較薄且容易縱彎變形、竹篾捆松散沒有強度等待點外,還應考慮相鄰工序的需要。如竹片和竹單板窖干前須進行水煮處理,通常將竹片或竹單板裝在特制的吊籠中,用3片竹片相疊作隔條在籠中裝堆,因竹片收縮變形較嚴重,每籠的堆頂務必用重物加壓。裝好后將吊籠浸入熱水槽蒸煮,然后再將吊籠裝入窖內干燥。對于竹篾捆,通常采用隔層式組合吊籠,窖干后將吊籠浸入膠液槽掛膠,并瀝干,然后再取出竹篾捆進行鋪模、熱壓。

??????????????????????????????????????????   竹材干燥工藝要點:應采用中低溫慢速干燥,溫度不能超過70℃,否則會導致硬度過高而難以加工;相對濕度可以低些;不必進行中間處理,但竹片干燥應進行終了處理。竹片干燥的時間控制在2.5 ~3 d效果較好,而竹篾捆的干燥需3 ~4d
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