大径级火力楠木材干燥特性和干燥工艺研究

采用百度试验法研究木材干燥特性,利用小型木材干燥试验机分别对25 mm和40 mm厚锯材进行常规干燥试验研究锯材干燥工艺基准。结果表明,火力楠木材的百度干燥缺陷程度较轻,初期开裂等级为2,扭曲变形等级为2,截面变形等级为1,内裂等级为1;木材的干燥速度中等,等级为3。木材含水率为15%时的密度为0.679 g·cm^-3,属中等。木材的差异干缩很小,干燥过程产生开裂的趋势较小。采用制定的干燥基准对锯材进行常规干燥,25 mm厚锯材从初含水率87.9%干至终含水率9.1%,干燥用时169.0 h (7.0 d),平均干燥速率0.47%·h^-1;40 mm厚锯材从87.5%干至8.5%,干燥用时341.0 h (14.2 d),平均干燥速率0.23%·h^-1。2种厚度干燥锯材的平均最终含水率、干燥均匀度、厚度上含水率偏差、残余应力以及可见干燥缺陷方面的指标,均达到了国家标准规定的锯材干燥质量二级及以上级别的要求。本研究编制的2种厚度火力楠锯材的干燥基准合理,可为实际木材的干燥生产提供科学依据。     

黑木相思木材干燥特性及干燥工艺制定

  目的  为获得黑木相思Acacia melanoxylon木材的干燥特性,编制合理干燥基准,从而促进其实际开发和利用。  方法  采用百度试验法研究黑木相思木材的干燥特性,参照百度试验干燥缺陷等级拟定木材干燥初终期条件,依据锯材干燥质量检测结果对黑木相思锯材常规干燥工艺进行系统优化试验,并制定25 mm厚黑木相思锯材的干燥基准。  结果  黑木相思木材的干燥缺陷主要为初期开裂和扭曲变形,其次为截面变形,无内裂产生。从干燥速度看,黑木相思属于中等易干材。木材含水率15%时的气干密度为0.620 g·cm?3,属于中等范畴。采用优化制定的干燥基准对25 mm厚黑木相思锯材进行常规干燥后,木材含水率从110.40%干至8.42%,干燥周期为268.0 h (11.2 d),整个干燥过程中干燥速率比较稳定,平均为0.38%·h?1。  结论  黑木相思干燥锯材的平均最终含水率、干燥均匀度、厚度上含水率偏差、残余应力以及可见干燥缺陷方面的指标均达到锯材干燥质量二级要求。本研究制定的黑木相思锯材干燥工艺可为实际干燥生产过程提供科学依据。图2表6参25     

小径木核桃楸锯材干燥工艺的选择

对小径木核桃楸锯材进行三周期的间歇式干燥,小径木核桃楸年轮宽度较宽、胞腔直径较大、胞壁率及胞壁厚度较小,在干燥过程中细胞腔中的自由水比较容易排出,干燥速度较快;小径材的弦、径向干缩系数均比成熟材大,小径木核桃楸的干缩系数约为成熟材的3倍,在干燥过程中极易产生干缩变形;小径木核桃楸径切材的抗剪切力均大于弦切材。根据木材特性分析,采用间歇式干燥方式可提高锯材的干燥质量。     

过热蒸汽干燥对50mm厚柳杉锯材质量及微观构造的影响

对50 mm厚柳杉锯材进行过热蒸汽干燥试验,对干燥后锯材的终含水率、残余干燥应力及干燥缺陷等干燥质量指标进行统计与分析,并使用扫描电镜进行观察,分析过热蒸汽干燥对木材微观构造的影响。结果表明,柳杉锯材过热蒸汽干燥后的终含水率、厚度含水率偏差、残余干燥应力以及顺弯翘曲率、横弯翘曲率和扭曲率等均能达到锯材干燥质量国家标准规定的一级指标要求,翘曲达到干燥质量二级指标要求;柳杉锯材过热蒸汽干燥质量为二级的合格率为90.32%。通过观察干燥后柳杉木材的微观构造,发现大量纹孔破裂、纹孔膜脱落,导致木材内孔隙增加,表明过热蒸汽干燥会提高木材的渗透性,进而提高木材干燥速率。     

榆木锯材常规干燥基准的优化研究

榆木属于难干硬阔叶材,易出现干燥缺陷。针对50 mm厚的榆木锯材,根据其干燥过程中存在的问题,通过应力检测调整中间处理的次数与时间,对榆木锯材常规干燥基准进行了优化;并利用称重法对探针测得的含水率进行修正,得出补偿函数,以保证干燥基准的正确实施。结果表明,按优化后的干燥基准对试材进行干燥,含水率从60.0%±3.0%降至10.0±1.0%,干燥周期由626h缩短至506h,共节约19.17%的干燥时间;干燥后试材厚度上含水率偏差和残余应力分别减小46.73%和33.49%,各项质量检测指标基本达到国家一级标准。     

东北产硬阔叶树小径木干燥工艺的研究

本文主要研究东北产硬阔叶小径材的干燥工艺问题。通过对柞木、水曲柳和桦木板材的常规干燥试验,提出了可行的干燥基准,确定了合理的干燥工艺。试验的板材厚度均取25mm。试验结果表明,在保证干燥质量的前提下,与普通锯材比较,干燥时间大大缩短。测定了三个树种的干缩系数,并和普通锯材作了比较。分析了边材、心材和髓心材的干缩特点,阐明了小径材弦径向干缩差异大是其难干的一个主要原因。另外,髓心对干燥缺陷的产生影响较大。讨论了热湿处理与干燥速度、弦径向干缩比和干燥应力之间的关系。     

过热蒸汽干燥对50 mm 厚柳杉锯材质量及微观构造的影响1）

对50 mm厚柳杉锯材进行过热蒸汽干燥试验,对干燥后锯材的终含水率、残余干燥应力及干燥缺陷等干燥质量指标进行统计与分析,并使用扫描电镜进行观察,分析过热蒸汽干燥对木材微观构造的影响。结果表明,柳杉锯材过热蒸汽干燥后的终含水率、厚度含水率偏差、残余干燥应力以及顺弯翘曲率、横弯翘曲率和扭曲率等均能达到锯材干燥质量国家标准规定的一级指标要求,翘曲达到干燥质量二级指标要求;柳杉锯材过热蒸汽干燥质量为二级的合格率为90．32％。通过观察干燥后柳杉木材的微观构造,发现大量纹孔破裂、纹孔膜脱落,导致木材内孔隙增加,表明过热蒸汽干燥会提高木材的渗透性,进而提高木材干燥速率。     

预处理对榆木锯材干燥效果及尺寸稳定性的影响

探讨了25 mm厚榆木锯材的常规干燥工艺,并在此基础上分析了100℃水热处理与汽蒸处理对干燥周期、干燥质量和尺寸稳定性的影响,旨在丰富榆木干燥理论,为高效常规干燥工艺提供科学依据。结果表明:干燥基准Ⅲ的工艺最佳,干燥周期为177 h,干燥质量满足国家锯材干燥质量标准一级指标;预处理可在保证榆木锯材干燥质量的前提下缩短干燥周期;与未处理材相比,预处理材的干缩率、干缩系数与湿胀率均有不同程度增加,其干裂势有较大幅度的降低,抗干缩(湿胀)率略有降低;汽蒸处理材的吸水率均高于未处理材,水热处理材的吸水率均低于未处理材。     

落叶松板材常规干燥过程的动态机械吸附特性

为探索木材常规干燥机械吸附蠕变的动态发展模式,该文在实验室条件下对50 mm厚兴安落叶松板材进行常规干燥,用切片法测定了沿厚度方向的横纹弦向干缩应变、弹性应变、黏弹性应变的一维分布情况与变化趋势,并测定了不同尺寸规格及不同预处理工艺下木材试件的自由干缩变形。根据高聚物流变学理论与木材机械吸附蠕变理论,分析了干燥过程中木材厚度方向不同位置的机械吸附蠕变变形的变化规律及其主要影响因子,概括了木材表层与心层的机械吸附蠕变变形的典型发展模式。结论如下:可以采用线性函数与指数函数来分别描述含水率在低于20%和高于20%阶段的木材自由干缩率曲线,相关性较好;木材干燥机械吸附蠕变现象具有极大变异性,与干燥应力模式及应力发展间存在相互作用;在含水率低于特定温度对应下的纤维饱和点2%～4%时,木材表层的拉伸机械吸附蠕变应变与心层的压缩机械吸附蠕变应变均接近极大值;机械吸附蠕变在一定范围内的增大将有助于干燥应力松弛,机械吸附蠕变数值可作为木材干燥工艺调整的参考因子。      

人工林日本柳杉和杉木小径材干缩性的研究

对人工林日本柳杉和杉木小径材的弦向、径向和体积全干干缩率、气干干缩率及差异干缩等进行了测试.结果表明,人工林日本柳杉和杉木小径材弦向干缩率明显大于径向干缩率,杉木木材的差异干缩大于日本柳杉木材的差异干缩.在干燥过程中,杉木木材要比日本柳杉木材易发生翘曲变形和开裂.人工林日本柳杉和杉木两种木材在含水率较高的阶段内,弦﹑径向干缩系数均较小,而在含水率较低的阶段内,弦﹑径向干缩系数均较大.     

PEG400预处理枫桦圆盘干燥特性研究

将木材加工成圆盘是扩大木材、尤其是低质材应用范围,提高其经济价值的一条有效途径.为解决圆盘干燥过程中易于出现的开裂问题,以人工林枫桦圆盘为研究对象,采用PEG400溶液进行预处理,研究了处理对圆盘干燥特性的影响,并对PEG400抑制圆盘开裂的机理进行了分析.结果表明:该处理方法可使圆盘在40 mm厚枫桦锯材干燥基准条件下获得良好的干燥质量,提高了对干燥条件的适应性,很好地解决了圆盘的干燥问题;对径向心表层终含水率梯度产生明显影响;指出处理后弦径向干缩系数间差值的变小是PEG400抑制圆盘开裂的主要机制.     

杨木锯材间歇加热常规干燥过程中的含水率和应力变化

为了研究间歇加热干燥对干燥应力的缓解作用及不同间歇率(非加热阶段与循环周期之比)对干燥过程的影响,以24 h为1个循环周期,设定0、33％、66％3种间歇率对杨木锯材进行常规干燥.采用分层切片及图像解析等方法分析不同间歇加热干燥过程中的分层含水率、干燥速率、弹性应变的变化趋势以及干燥质量.结果表明:间歇加热干燥方式在减少加热时间的同时,平均干燥速率比理论值提高28.9％、44.12％.间歇加热干燥过程中含水率梯度随间歇率的增加而变小,木材内部水分下降趋于一致,干燥应力减小,3种间歇加热干燥锯材均达到二级标准.当含水率为92.8％～60.0％,选取间歇率为33％干燥处理;当含水率为60.0％～30.0％,选取间歇率为66％干燥处理;含水率30.0％以下,选取间歇率为0干燥处理的干燥效果最好.     

白桦干燥过程的横纹干燥应力

用55mm厚白桦(Betula platyphylla Suk．)锯材作试材,在实验型木材干燥机内常规干燥试验,探讨材干燥应力与变形发展变化规律及其对干燥控制过程的影响。研究表明：在木材常规羊燥过程。因为厚度方向收缩不均而产生的干燥应力与干燥应变是造成干燥开裂与变形等缺陷的主要原因,在采用的自动控制仪条件下,白桦木材的干燥应力极值明显低于横纹抗拉极限强度,干燥后试材的各项质量指标达到国燥锯材以上。     

西南桦木材干燥特性与干燥方法及其工艺

为寻求南方珍贵阔叶树西南桦木材的最适干燥方法及工艺．采用百度试验法．研究了西南桦木材干燥特性．并通过测试干燥前后试材的色差变化、干燥后的干燥质量和物理力学性能等指标．分析比较了常规、降温、蒸煮预处理的常规和降温4种不同的干燥方法的干燥效果．结果表明：未进行蒸煮预处理的西南桦木材综合干燥特性为5级．处理材综合干燥特性为4级．4种方法干燥的试材平均终含水率均达到国家3级标准，厚度含水率偏差和应力指标均达到国家1级标准．干燥初期常规干燥较降温干燥的干燥速度稍慢．而中后期常规干燥较降温干燥快60％以上；处理材的干燥速度较未处理材约快1倍．对西南桦木材而言蒸煮预处理的常规干燥是较为适合的干燥方法。     

米老排锯材干燥中试研究

进行米老排(Mytilaria laosensis)锯材干燥中试,验证中试干燥基准的正确性,以求获得适于米老排生产应用的干燥基准。采用生产中广泛使用的强制气流循环普通干燥窑,在给定的中试干燥基准下对米老排锯材实施中级干燥试验,并按照国家标准(GB/T 6491-1999)进行锯材干燥质量评定。试验结果表明:米老排锯材干燥产品的平均终含水率7.5%;厚度含水率偏差为0.91%;应力指标4.06%;平均顺弯度为0.36%,横弯度为0.14%;扭曲度为0.29%;瓦弯度为2.54%;纵裂度为4.79%;截面收缩率为0.19%;无内裂。干燥至含水率12%时所用时间为224h(9.33d);干燥速度为0.36%·h-1。锯材总体干燥质量等级为二级,达到木制品生产对米老排锯材干燥质量的要求。     

30 mm厚斜叶桉锯材常规间歇干燥基准

  目的  产自澳大利亚的斜叶桉木材渗透性极低,常规干燥过程中极易开裂、皱缩,难以保证质量。本研究在常规干燥工艺中引入间歇处理,制定常规间歇干燥基准,缩短斜叶桉锯材干燥时间的同时提升其干燥质量。  方法  采用100 ℃试验法测定斜叶桉木材干燥缺陷等级,拟定干燥初终期条件。结合Keylwerth研究,用图表法得到初步常规干燥基准,干燥30 mm厚斜叶桉锯材。根据干燥初期锯材表面的皱缩程度,设置间歇处理,修订原基准。依据GB/T 6491—2012《锯材干燥质量》,从含水率梯度、弯曲、开裂程度、皱缩等方面评价锯材干燥质量。  结果  本研究中斜叶桉试件平均基本密度为（558 ± 21） kg/m3。综合弦切和径切试件测得的缺陷等级,评定斜叶桉木材干燥缺陷等级为初期开裂4级,内裂5级和截面变形5级。据此拟定30 mm厚斜叶桉锯材常规干燥基准的初始温度为46 ℃,初期干湿球温差为1.5 ℃,后期最高温度为67 ℃。干燥过程中试件平均含水率为37.7%、34.4%和24.4%时,观察到严重皱缩,做了3次间歇处理,处理时长分别为16、8和8 h。试件从61.0%的平均初含水率干燥到10.8%的终含水率,共耗时20 d,平均干燥速率为0.10%/h。试件厚度方向含水率偏差为0.70%,可见干燥缺陷指标中顺弯、翘弯、扭曲、纵裂、内裂均达到一级标准,但试件横弯和皱缩较严重,仅能达到三级标准。  结论  100 ℃试验法表明:由皱缩导致的截面变形为斜叶桉木材最为严重的干燥缺陷,且径切板的皱缩程度要大于弦切板。在依据100 ℃试验制定的初步干燥基准中加入间歇处理,能够较为有效地缓解和抑制皱缩。本研究中干燥的30 mm厚斜叶桉锯材仍然存在少量皱缩,未达到GB/T 6491—2012中锯材干燥质量二级指标。但是,干燥时间比传统的大气干燥 + 常规干燥的联合干燥方式减少约90%,且干燥质量有所提高。本研究推荐的常规间歇干燥基准可为斜叶桉锯材的实际应用提供科学依据。      

枫香木材干燥基准的测定与研究

在分析了枫香木材材性的基础上对枫香木材进行生产性窑干试验。试验表明:采用合理的干燥基准,3.3cm厚的锯材从含水率100％干燥到10％以下只需121h,试验干燥的锯材质量超过国家二级标准。文章最后分析了枫香木材干燥时开裂的机理及规律,并提出了相应的工艺措施。     

微波干燥过程中木材内部水分移动机理初探

该文通过测定木材微波干燥过程中内部的温度、压力和分层含水率,着重研究了在微波干燥过程中木材内部温度、水蒸气压力和水分分布状态与变化情况.通过对其相互关系的理论分析,得出了以下研究结果:在微波干燥过程中,木材内的温度分布比较均匀,但在干燥的后期,木材内温度分布的不均匀性有加大的趋势;随着干燥的进行,木材内部含水率梯度逐渐减小,含水率分布更加均匀;在木材干燥的初期,木材表面有水分“积聚”现象;在功率1000W条件下,测定规格300mm×100mm×60mm试材内部压力,纤维长度方向木材内部最大压差为20.1kPa,厚度方向木材内部最大压差为17.9kPa,表明木材微波干燥过程中在厚度和长度方向分别存在明显的蒸汽压力梯度.     

红锥锯材中试干燥工艺

 进行红锥Castanopsis hystrix锯材干燥中试,验证中试干燥基准的正确性,以求获得适于红锥生产应用的干燥基准。采用生产中广泛使用的强制气流循环式干燥窑,在给定的中试干燥基准下对红锥锯材实施干燥试验,并按照国家标准（GB/T 6491-1999）进行锯材干燥质量评定。中试结果表明：红锥锯材平均终含水率为7.24%,厚度含水率偏差为2.37%,应力指标为4.12%,平均顺弯度为0.17%,横弯度为0.25%,扭曲度为0.24%,瓦弯度为2.55%,纵裂度为3.31%,截面收缩为5.793%,无内裂,干燥至含水率12%时所用时间为138 h（5.75 d）,干燥速度为0.31%·h^－1。中试干燥基准基本正确,总体干燥质量良好,基本达到木制品生产对红锥干燥质量的要求。图1表4参11     

小径桉木半剖材气干过程的对流传质模型

在室内环境下,即温度=(20±5)℃、相对湿度=(40±10)%,通过合理堆垛将小径桉木半剖材(木材半径=(60±10)mm,长度=(300±50)mm)由生材气干至木材绝对含水率为30%。在气干干燥前测定半剖材的半径、长度,从而计算出水分蒸发面积,在干燥过程中每相隔24 h记录气干环境的温、湿度条件及半剖材的质量。通过一系列对流传质公式及建模软件的辅助,建立出小径桉木半剖材气干过程对流传质理论模型,与实验结果进行拟合、验证,并修改理论模型。在实际生产过程中以此理论模型为依据,在保证干燥质量的前提下降低木材的干燥能耗,节约企业的时间成本,提高企业的经济效益。结果表明:试件表面对流传质系数与试件含水率呈正相关关系,试件平均含水率的降低速率在气干初始阶段较大,但随着时间的推移而有逐步减缓的趋势。