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木材间歇真空干燥工艺基准快速编制方法研究

    
郭继光 庄寿增

摘 要:本文根据木材真空干燥的特点和工艺原理,选择当前国内地板市场上常见的20种实木地板坯料进行间歇真空 干燥基准快速编制方法的研究。试验结果表明,在相同的加热和真空条件下,不同树种试材的芯表层温度变化具有明显的规律性,试材芯层温度下降幅度和芯表层温 度变化差值大小基本上能反映其干燥的难易程度。对真空过程中木材芯表层温度变化差值、木材含水率变化量、木材表面开裂情况进行量化和分级处理,经综合分析 评定,可快速拟定该树种木材所对应的间歇真空干燥基准。

关键词:木材真空干燥基准 快速编制方法

  近几年来,随着人民生活水平的提高,我国木地板工业发展迅 猛,2001年全国木地板产量约1.5亿㎡/a,2002年约达2.2亿㎡/a左右,其中实木地板约占其中的35%~40%。目前,在地板企业中采用较多 的还是传统的窑干方法。长期以来,技术人员应用这种方法在干燥地板材时形成了一套自己的经验,但同时也存在一些不足之处。由于受企业的干燥设备条件和操作 水平等影响,干燥过程中木地板坯料会出现不同程度的开裂、翘曲、变形和干燥不均匀等干燥缺陷,甚至有较大的降等和报废,给加工企业带来较大的损失;干燥周 期长,影响了企业的资金流动。而木材真空干燥作为传统窑干方法重要的辅助手段,在这方面的优势就较为明显,真空干燥的速度通常是常规干燥的5~10倍,干 燥质量也较好,不仅可以减少企业的资金积压,增加企业的抗风险能力,还能保证木地板的质量,减少变形和开裂,提高企业在市场中的竞争能力。

  当前地板生产中,采用真空干燥技术干燥地板坯料的企业还很少。调查中发现,随着实木地板市场竞争的加剧,一些企业很想采用一些新的木材干燥技 术,缩短干燥周期,提升产品质量,增加企业竞争力。但由于不清楚真空干燥技术对大多数进口地板材的实际干燥效果,加上现在生产上也缺乏较成熟的、可供生产 单位选用的木材真空干燥工艺基准,在一定程度上影响该技术的推广应用。

  本项目在前人研究的基础上,选用进口实木地板坯料作为研究对象,试图根据1-2个加热/真空循环中不同树种木材芯、表层温度变化和含水率变化差异,制定一种快速编制木材间歇真空干燥工艺基 准的方法,使企业能够在最短的时间内,用很简便的方法就可以知道需了解的新树种木材真空干燥效果,并能快速确定其真空干燥工艺基准。这将大大提高地板和家 具企业对市场的快速反应能力,加大新产品的开发力度,增强企业的市场竞争力。对推动木材真空干燥技术在我国地板、家具等行业的发展也将起到积极的作用。

1 木材间歇真空干燥工艺基准快速编制方法

  通过对现有的间歇真空干燥基准进行分析整理,以陈日新1992年编制的间歇真空干燥基准作为基础,初步制定了一组适用于实木地板坯料的真空干燥基准。见表1-1,表1-2,表1-3,表1-4。

  这组基准主要在以下几个方面作了改进,首先,由于材料大部分为进口实木地板坯料,结构均较重、硬,因此适当降低了加热温度,以防止木材的开裂。 另外,根据木材真空干燥速度与真空度的关系,将真空度由0.08MPa提高到0.09MPa。考虑到目前实木地板坯料的产地各异,树种多,材性差异大,本 基准库中初步拟定了四个不同的基准供选用,首先拟定出基准二与基准三两个差别较大的基准,在此基础上,再拟定出基准一与基准四,其中基准一比基准二稍硬, 基准四比基准三稍软。此外,基准中的抽真空速度和喷蒸速度亦作相应控制,基准一与基准二适用于易干材,可在1h内达到最大真空度,在加热阶段每1h喷蒸 5min;基准三与基准四适用于难干材,拟减缓抽真空速度,在1.5h内达到最大真空度,在加热阶段每0.5h喷蒸5min。

  木材间歇真空干燥试验时发现,在同样的真空脱水过程中,试材芯表层温度的下降差值与脱水量,即干燥难易程度有关。比如,在同样的抽真空速度下, 木荷和青冈栎两种试材的芯表层温度下降差值不同,木荷透气性好,干燥速度快,其芯表层温度下降差值较小,同时也不容易产生开裂;而青冈栎透气性差,干燥速 度慢,其芯表层温度下降的差值较大,容易产生开裂。当减慢抽真空速度,延长抽真空时间以后,青冈栎的芯表层温度差值变小,未出现开裂。

  由于在真空减压过程中,窑内介质温度始终高于木材的温度,木材不可能以纯传热的方法将热量传出。因此可以认为木材失去的热量全部用于木材中水分 的汽化,试材内部温度变化主要与水分传递有关,其芯表层温度变化基本上反映出含水率的变化和木材干燥的难易程度。在同样的真空条件下,如果木材表层温度的 下降

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