棉秆和桑枝疏解木束干燥特性的研究

【目的】对棉秆、桑枝疏解木束干燥特性进行分析,获得2种疏解木束干燥的最优工艺,为生物质资源的综合利用提供参考。【方法】以棉秆、桑枝疏解木束为研究对象,采用电热鼓风干燥箱进行试验,在单因素试验结果基础上确定L9(34)正交试验因素水平,研究木束初始干基含水率、气流温度、干燥箱装载率等因素对木束干燥特性的影响,运用极差分析法和方差分析法比较各因素对干燥时间影响的差异,干燥时间以将木束干基含水率降至6%为准,含水率的测定参照国家标准GB/T 1931-2009。【结果】棉秆、桑枝疏解木束的干燥可采用高温快速干燥方式,其中棉秆束的最优干燥工艺参数为初始干基含水率60%、气流温度110℃、干燥箱装载率35%,在此条件下,干燥时间为31min;桑枝木束最优干燥工艺参数为气流温度120℃、初始干基含水率80%、干燥箱装载率45%,在此条件下,干燥时间为65min。【结论】在重组方材生产过程中,对不同的材料需要合理控制干燥条件,以节约成本优化重组方材的生产工艺。     

杉木木束干燥过程中水分的非稳态扩散

通过在不同恒定的温度场中的试验,研究分析了人工林杉木(Cunninghamia lanceolata)木束在高温干燥中,木束内部水分在非稳态状态下的扩散及其影响因素.在高温干燥情况下,水分扩散系数随温度的升高而增大,水分扩散系数也随直径的增加而增加.并探讨了木束水分在非稳态状态下的扩散规律,为合理地制定木束干燥工艺提供科学依据.     

沙生灌木纤维——木束复合材料制造技术的初步研究

研究了沙生灌木纤维——木束复合材料的制造工艺，找出了沙柳材软化和木束干燥定型的较好方法，并探讨了板材密度和结构与强度的关系。结果表明，以柠条材纤维为表层材料，以沙柳材木束为芯层材料制造纤维——木束复合材料的工艺技术是可行的，板材在强度、表面质量、成本和适用性方面均具有明显优点。     

木材微波真空干燥过程的数学模拟

该研究根据微波真空干燥过程中木材内部水分和热量的迁移机理,建立了木材微波真空干燥的数学模型,并通过试验对该模型进行了验证。结果表明:木材的微波真空干燥过程可以分为3个阶段,即快速升温加速干燥段（Ⅰ）、恒温恒速干燥段（Ⅱ）和后期升温减速干燥段（Ⅲ）,且恒温恒速干燥段在整个干燥过程中所占的比例较大;该模型能较好地模拟木材在微波真空干燥过程中的温度和含水率的变化规律,其模拟精度较高,模拟值与试验值之间相关系数的平方在0.9以上,且含水率变化规律的模拟精度高于温度变化规律的模拟精度。      

木束、竹束的性能及混合比对竹木重组材性能的影响研究

利用马尾松、杉木木材加工余料和南方多产的小径杂竹淡竹、五月季竹为试验原材料,经碾压加工为纵向不断裂、横向松散而交错相连的木束、竹束,然后干燥、施胶、组坯、热压成竹木重组材,研究木束、竹束的性能及混合比对竹木重组材性能的影响。结果表明：竹束采用淡竹比采用五月季竹的重组材力学性能要高;竹束、木束混合比达到1：1时重组材的力学性能最高。     

闽北主要用材树种胸径与去皮地径关系的研究

本文利用闽北四县市收集的杉木９９４株、马尾松１０８７株、阔叶树１０３２株样木资料，按树种随机抽取１００组胸径与去皮地径的成对值，用５种胸径与去皮地径的回归方程对各树种进行拟合与检验．以剩余平方和最小者为优，比较得出：杉木、阔叶树以一元线性而马尾松以幂函数方程为佳，其相关系数分别为０．９９８５、０．９９５２、０．９８６５。用５０株模外样木资料对估测模型进行Ｆ检验和Ｕ检验，估测模型的系统误差和约方误均小于５％，表明模型预测精度较高，可供林业生产经营管理使用．     

长岭杉木树干材积连年生长量的模拟模型研究

为进一步探索长岭杉木树干材积连年生长量的变化规律,引入线性模型、指数模型和Logistic模型,并对不同立地杉木树干材积连年生长量进行了模型模拟。结果表明:不同立地杉木生长速率不同,山凹与东下坡杉木树干材积连年生长量率先越过高峰期并急剧下降;线性模型在模拟较为复杂的生长量变化规律(山凹与东下坡)时存在局限性,效果不太理想;而Logistic模型的相关系数为0.9706⁰.9933,模型精度最高,能够为决策者提供更多的信息,在模拟长岭杉木树干材积连年生长量过程中具有更强的适用性。     

环境条件对木家具底漆的水分挥发及封闭效果的影响

为了探讨环境条件对木家具底漆的水分挥发及封闭效果的影响．在5种自然干燥条件下,以枫木薄木贴面家具板材为基材,以水性封闭底漆为涂料,在分析干燥环境干燥能力基础上。用扫描电镜观察了涂层在基材上的封闭状态．用称量法研究了涂层水分挥发率和挥发速度。结果表明：水性封闭底漆封闭效果及干燥速度受干燥条件的影响明显。干燥30rain时,在温度11．2～13．2℃,湿度21．1％～23．4％,风速0．04～0．05m·s-1的干燥条件环境中．水分挥发率为16．48％;在温度18．9～19．1℃,湿度54．1％～55．6％,风速0．03～0．15m·s-1的干燥条件环境中,水分挥发率为2．23％：前者的封闭效果好。图6参19     

杉木积成材的平面密度分布特征

为了研究杉木Cunninghamia lanceolata积成材的平面密度分布规律,用计算机断层摄影技术（CT）对其平面密度的分布情况进行了无损检测。结果表明：CT能非常直观、清楚揭示杉木积成材的平面密度分布规律;杉木积成材表层和底层平面的密度较高,而芯层平面的密度较低;木束条各接头处的密度存在变异;木束条尺寸的大小、接头的接合情况,以及铺装的均匀程度等都对杉木积成材平面密度的分布有较大影响;杉木积成材与定向刨花板、普通刨花板相比,其表层平面的条状特征非常明显。图5参17     

基于Richards方程的杉木树高生长模型

利用Richards生长方程构建杉木Cunninghamia lanceolata树高生长模型。以福建省三明市将乐县国有林场杉木人工林为研究对象．基于15块杉木人工林标准地野外调查数据。在分析林分相对胸径（出）和相对树高（hR）规律的基础上,拟合了胸径．树高曲线、胸径一株数累积（％）曲线以及树高一株数累积（％）曲线。根据林分结构现状,应用SPSS20统计软件模拟了杉木树高生长模型。结果表明：在95％置信区间内,模型的相关指数达到了0．993,求得参数A=28．606,B=1．094．k=0．031,m=-0．466,且各参数的估计值符合杉木的生长规律。此模型大大提高了林木树高因子的模拟精度．并为实现森林资源的优化配置提供基础数据。图3表3参30     

X射线扫描法和切片法测量干燥过程中杉木含水率分布的比较研究

以杉木Cunninghamia lanceolata人工林木材为研究对象,分别采用X射线扫描法和切片法研究了常规干燥过程中木材内含水率分布规律,以期检验X射线扫描法的测量精度,探讨采用X射线法动态检测干燥过程中木材内含水率分布的可行性。结果表明:在各个干燥阶段,X射线扫描法测得的厚度方向各层含水率测量值与用切片法得到的含水率测量值之间无显著差异（P＞0.05）,且两者之间相关的决定系数在0.90以上;在整个干燥阶段,切片法测量的每层含水率值大多低于利用X射线扫描法的测量值,在含水率较高阶段（55%,46%,34%）,两者之间的差值大于含水率较低阶段（26%,20%,12%,8%）。由此可见,采用X射线扫描法测量干燥过程中木材内含水率分布是切实可行的。图1表1参13     

杉木积成材的热压传热特性

采用热电偶测温仪测量了杉木积成材热压过程中板坯芯层温度的变化规律,探讨了杉木积成材的热压传热特性.结果表明:在杉木积成材的热压制板过程中,木束条的形态对其热压过程中热量的传递影响很小;板材的密度对其热压过程的传热有较大影响,密度越大板坯内部的传热速度越小;板材的厚度对其热压过程中的传热有显著影响,板材越薄其升温速度越快,越厚保持恒温阶段的时间越长;板坯的含水率对其热压过程初期的传热有影响,后期的影响极小;热压温度对板材热压过程中的传热影响显著,热压温度越高升温速度越快;热压压力越高,板坯中心层的升温速度越快,但是压力越大,蒸汽排出的阻力随之加大.     

热处理条件对杉木颜色变化的影响

以杉木Cunninghamia lanceolata板材为试件,在170,190和210℃分别处理2,3,和4 h,对杉木板材颜色的变化规律进行研究,比较了杉木心边材颜色差异,探讨了杉木热变色的原因。结果表明：杉木心材经热处理后明度L＊和黄蓝色品值b＊均变小,随着温度的升高和时间的延长,L＊和b＊下降幅度逐渐增大,色差ΔE增大;心材明度变化率α和ΔE随热处理条件变化规律与边材分别相似,且两者有很强的相关性,但边材b＊随温度升高是先增后减。温度对杉木颜色变化影响大于时间,在210℃时,时间的影响显著。在相同处理工艺下,热处理条件对边材影响大于心材;杉木心边材存在差异性可能与心边材中木质素含量和抽提物含量有关。表4参18     

干燥处理材的动态粘弹性

该文采用高温干燥、低温干燥和真空冷冻干燥3种干燥方法分别对杉木人工林木材进行干燥处理。用动态力学分析仪测定了3种干燥处理材在温度-120～250℃,测量频率1、2、5、10 Hz的动态粘弹性。结果表明:①储存模量和损耗模量均表现为高温干燥处理材最大,真空冷冻干燥处理材最小。②高温干燥处理材和低温干燥处理材的损耗模量温度谱中,从高温至低温方向可依次观察到3个力学松弛过程,其分子运动归属分别是木材细胞壁非结晶区中聚合物的微布朗运动、木材细胞壁聚合物分子的扭转振动和木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动。③真空冷冻干燥处理材的损耗模量温度谱可观察到4个力学松弛过程,新增加的松弛过程是由木素分子的微布朗运动引起的。这说明木材经过高温干燥或低温干燥处理,由于受到热的作用,木材细胞壁分子链之间可能发生了一定程度的交联,从而限制了木素分子的微布朗运动。      

不同干燥方法对杉木吸湿及尺寸稳定性的影响

为明确不同干燥方法对人工林杉木吸湿及尺寸稳定性的影响，以40 mm杉木锯材为研究对象，通过高温干燥、常规干燥和气干3种方法进行干燥处理，采用双室温、湿度控制法和GAB等温吸附模型拟合系统研究了干燥方法对平衡含水率、尺寸稳定性、等温吸附线型等的影响规律，并采用低温核磁共振分析测定不同干燥方法试样的细胞壁最大吸着水含量。结果表明：相较于气干及常规干燥，高温干燥可较为显著的降低试样吸湿平衡含水率及弦向线性湿胀率；不同干燥方法试样的等温吸附曲线均可由GAB模型拟合，拟合度均高于0.91，且呈现第二类等温吸附曲线特征；高温干燥试样细胞壁吸着水最大含量明显低于气干和常规干燥材，与高温干燥对平衡含水率影响规律相似。     

杉木林地不同更新方式土壤有机碳垂直分布及储量

比较研究了湖南会同第1代杉木Cunninghamia lanceolata林采伐迹地经不同更新方式转变为第2代杉木林地、自然更新灌木林地、板栗Castanea mollissima林地、柑橘Citrus reticulata林地、芒草Andropogon chinensis地的土壤（0～75cm）有机碳质量分数的垂直分布及其储量。结果表明,林地土壤（0～75cm）有机碳质量分数随着土壤深度的增加而逐渐下降。除了板栗林地30～45cm土层土壤有机碳（SOC）质量分数显著高于芒草地同一土层（P=0.049）外,其余不同林地同一土层SOC质量分数差异不显著（P〉0.05）,SOC平均质量分数大小排序为：板栗林地（14.759g·kg^-1）〉12年生杉木林地（13.537g·kg^-1）〉20年生杉木林地（12.807g·kg^-1）〉自然更新灌木林地（11.656g·kg^-1）〉柑橘林地（10.727g·kg^-1）〉芒草地（10.088g·kg^-1）。土壤碳氮比随着土壤深度的增加而趋于下降,芒草地各土层的碳氮比最低。杉木林采伐后无论是转变为杉木人工林地还是经济林地或者转变为经济林地后因管理不善再转变成芒草地,林地土壤有机碳储量均处于亏损状态,年均降幅最小的是板栗林地,其次为12年生杉木林地和20年生杉木林地。表明在杉木林采伐迹地更新过程中,选择落叶根深型植物更有利于土壤有机碳质量分数和储量的保持。     

木材真空干燥中蒸汽潜热回收的理论探讨

通过对真空干燥过程中过饱和蒸汽形成机理的介绍，运用人工降雨的原理，提出了在真空干燥过程中通过向干燥箱内通入凝结核，能让真空干燥箱内过饱和蒸汽由不可能凝结的同质核化转换为容易凝结的异质核化，从而将水蒸汽凝结时释放的潜热重新利用的设想。运用相关理论，对真空干燥过程中理论节能率进行计算，得到干燥1m3杉木（含水率从50％～10％）可以节约75．074W的能量，理论节能率为45．3％。