白橡锯材热压干燥特性与工艺研究

以白橡锯材为研究对象,采用热压机对其进行热压干燥处理,系统研究了热压温度、热压压力和试件宽度等因素对白橡木材干燥特性、颜色、吸湿性和尺寸稳定性的影响规律,获得了优化的热压干燥工艺。研究结果表明:采用热压干燥法可以实现白橡木的快速高效干燥,随着热压温度的升高,木材干燥速度显著加快,颜色逐渐加深,热压压力和试件宽度对干燥速率和颜色的影响不明显;热压干燥可以显著减小白橡木材的平衡含水率(EMC)和湿胀率,提高其尺寸稳定性,且随着热压温度的升高,白橡木材EMC和湿胀率降低,热压压力和试件宽度对木材EMC和湿胀率无明显影响;与对照材相比,热压干燥白橡木材的EMC降低9.97%~33.67%,径向和弦向湿胀率分别降低8.54%~33.96%、11.26%~30.02%;白橡木材的优化热压干燥条件为:热压温度为140~150℃热压压力为0.1 MPa,板材宽度为自然宽。     

白橡热压干燥材等温吸湿特性研究

以白橡热压干燥材为研究对象,利用动态水分吸附仪研究了不同热压温度干燥处理后白橡木材和未处理对照材的等温吸湿特性,并采用H-H模型拟合;分析热压干燥对木材吸湿特性的降低机理。结果表明:白橡木材等温吸湿线皆为IUPAC Ⅱ型等温吸湿线。在任意相对湿度下,热压干燥材平衡含水率均明显低于对照材,且热压温度越高,平衡含水率降低越明显。H-H模型对白橡木材等温吸湿数据表现出良好的拟合效果。单分子层和多分子层含水率降低共同作用使得热压干燥材吸湿性降低,且相对湿度越高,多分子层水的减少对吸湿性的降低作用越大。与对照材相比,热压干燥材(140、150 ℃和160 ℃)的纤维饱和点推测值分别降低8.89%、11.76%和13.62%。白橡热压干燥材吸湿性降低机理主要为游离羟基等亲水基团含量减少和细胞壁刚度增加等。     

马尾松锯材常压过热蒸汽干燥脱脂特性研究

以速生马尾松锯材为研究对象,采用常压过热蒸汽对其进行干燥脱脂一体化处理,系统研究了干燥脱脂过程中马尾松木材内部温度及含水率变化规律,讨论了过热蒸汽温度对锯材干燥速率、干燥质量、颜色、表面溢脂及微观构造的影响规律。结果表明:过热蒸汽干燥脱脂过程中,锯材内部温度及含水率变化可分为快速升温加速干燥段、恒温恒速干燥段和升温减速干燥段三个阶段,干燥速率介于0.14~0.26%/min,过热蒸汽温度对干燥速率影响非常显著;过热蒸汽干燥脱脂材可达到锯材干燥质量指标二级以上标准,与常规干燥材相比,发生的表裂缺陷少,140℃时出现内裂缺陷;过热蒸汽干燥脱脂处理对木材颜色的影响不显著;过热蒸汽干燥材表面不发生溢脂,达到一级脱脂松木锯材标准;过热蒸汽干燥处理破坏了树脂道内的薄壁细胞,处理后的树脂道内残存有固态松香。     

杉木锯材周期式热压干燥及表层密实化

为确定较优的热压干燥工艺参数和实现速生材的增值利用,以热压板温度和压缩率为因素对杉木锯材(弦切板)进行周期式热压干燥处理,干燥结束后测试其含水率及残余应力,分析热压干燥对锯材干燥速率和干燥质量的影响,测定锯材的剖面密度分布并通过扫描电镜观察其微观构造变化。研究结果表明：干燥材的终含水率达到了干燥质量等级的一级,厚度上含水率偏差达到了二级,但干燥材存在较大的残余应力。干燥材出现了明显的表层密实化现象,压缩层平均密度在0.54 g/cm³以上,较气干材的平均密度增大50%以上;压缩层厚度和峰值密度随压缩率的增加而增大,而热压板温度对锯材密度分布的影响较小。干燥材的微观构造变化表明,强度较低的早材较晚材更易被压缩,压缩层厚度和细胞壁变形程度随压缩率的增加而增大,热压板温度的升高使细胞壁软化更充分,防止在较大压缩率条件下出现细胞壁受压破裂的缺陷。研究证明,热压板温度和压缩率对锯材的干燥速率均有显著影响。综合考虑杉木锯材的干燥速率、干燥质量和剖面密度,确定30 mm厚杉木锯材的较优热压干燥工艺为热压板温度150℃、压缩率30%。     

木材干燥 第5讲 锯材干燥缺陷及预防

木材由各种不同的细胞组成,细胞中又含有水分和化学抽提物,在贮存和干燥过程中会受到周围环境及真菌、细菌的影响或侵袭;又木材是各向异性体,在干燥过程中会产生干缩,且不同方向的干缩数值是不同的;再有锯材干燥过程中,断面上的含水率分布是不均匀的,内外层的干缩也是不均匀的;加之木材构造本身的缺陷等等;因此,锯材贮存和干燥过程中可能会产生种种缺陷,从而引起锯材的降等损失。其主要缺陷有:变色、开裂、翘曲、皱缩和终含水率不均匀。     

柳杉锯材过热蒸汽干燥与常规干燥的比较

【目的】比较柳杉锯材过热蒸汽干燥与常规干燥后锯材的干燥质量、微观构造和力学性能,探讨过热蒸汽干燥柳杉锯材的适用性,为柳杉木材的高附加值利用、降低加工过程能耗、提高生产效率提供依据。【方法】分别进行过热蒸汽干燥和常规干燥试验,依国家标准对干燥质量和力学性能进行检测,并通过扫描电镜观察分析不同干燥条件下木材微观构造的变化。【结果】50 mm厚柳杉锯材过热蒸汽干燥的干燥周期为110 h,平均干燥速率为1.18%·h-1;而常规干燥的干燥周期为193 h,平均干燥速率为0.64%·h-1。从含水率和应力方面分析,过热蒸汽干燥锯材在终含水率、厚度上含水率偏差以及残余干燥应力指标上的干燥质量等级为一级,常规干燥锯材在厚度上含水率偏差和残余干燥应力指标上的干燥质量等级为一级,终含水率指标的质量等级为二级,2种干燥方法锯材在含水率分布和残余干燥应力方面无显著差别;从外观干燥缺陷质量方面分析,过热蒸汽干燥锯材在顺弯、横弯和扭曲指标上的干燥质量等级为一级,翘弯指标的质量等级为二级,常规干燥锯材的可见干燥缺陷质量指标等级均达到一级。力学性能方面,过热蒸汽干燥锯材的抗弯弹性模量均值为5 508.37 MPa,略高于常规干燥锯材均值(5 237.52 MPa);过热蒸汽干燥锯材的抗弯强度均值为32.35 MPa,略低于常规干燥锯材均值(34.13 MPa)。对干燥锯材微观构造进行观察发现,过热蒸汽干燥后木材的纹孔膜破裂及脱落的数量和程度大于常规干燥,因此可增加水分的迁移途径,提高木材的渗透性,从而使干燥速率显著提高。【结论】干燥方法对锯材干燥速率具有极其显著的影响,过热蒸汽干燥比常规干燥的干燥周期缩短43%,干燥速率提高84%;干燥质量和力学性质方面,除终含水率和翘弯翘曲度外,2种干燥方法的干燥质量无显著差别;过热蒸汽干燥锯材的孔隙度大于常规干燥是造成过热蒸汽干燥速率显著提升的原因之一。总体分析,过热蒸汽干燥柳杉锯材质量可满足木制品对于干燥质量的要求。     

马尾松锯材热压干燥工艺的研究

对马尾松锯材热压干燥工艺进行试验研究,结果表明,规格为300mm×100mm×22mm的马尾松锯材的最佳热压干燥工艺为:汽蒸处理3h,压板温度为180℃,压板压力为0.2MPa,呼吸间隔为60s。在此条件下,马尾松锯材含水率从80％降至8％仅需22min左右,而影响其干燥速度的主要因素是压板温度,其次是汽蒸处理时间,压板压力影响最小。经热压干燥的马尾松锯材,表面密度均比内部密度大,最大值增加了8.2％。硬度比气干材增加了789～2849N,为气干材的1.3～2倍。厚度收缩系数为0.291％～0.428％,比气干材的值大0.246％;而宽度的收缩系数为0.113％～0.245％。比气干材的干缩系数小。除材色略有加深外,未出现其它明显的干燥缺陷。     

大花序桉干燥特性与干燥工艺研究

通过百度试验法研究了25年生大花序桉木材的干燥特性,制定其干燥基准,进行干燥工艺优化试验。结果表明:大花序桉初期开裂等级为4级,内裂等级为2级,截面变形等级为2级,干燥速度等级为5级,属中等难干材;采用百度试验法制定的干燥工艺,40 mm厚大花序桉从初含水率48.89%降至9.45%,干燥周期为26天,干燥均匀度较好,厚度上含水率偏差为3.22%,除纵裂外,其他可见干燥缺陷指标均达到国家标准GB/T 6491-2012《锯材干燥质量》规定的一级要求。     

柳杉木材干燥特性研究

本文利用百度试验法研究了柳杉的木材干燥特性,结果表明:柳杉属易干木材,干燥速度2级,较快;初期开裂、截面变形、扭曲变形等缺陷均较轻,均为2级;无内裂,体积干缩系数中。参照百度试验缺陷等级以及干燥缺陷对应的干燥条件制定了25～30mm厚柳杉木材干燥基准。     

采用ANCHORSEAL封涂剂保护中国的贵重木材

在加工、干燥和贮藏过程中，木材需要进行保护处理，以防止其受到破坏而损害使用价值。这对价格昂贵的阔叶材尤其重要，其中最重要的缺陷之一就是端裂，端裂是由于原木和锯材的两端干燥速度过快引起的。因不均匀干缩和端裂引起的木材损失率高达5％－20％。但是，端裂也是木材应用中最容易预防的缺陷之一。     

菲律宾桃花芯木锯材干燥工艺初探

以菲律宾桃花芯木为研究对象,探索30 mm厚菲律宾桃花芯木锯材干燥工艺。通过百度试验法得知其初期开裂为3级、内裂为2~3级、截面变形为1级;通过密度测定实验得知其气干密度为0.562 g/cm^3、全干密度为0.517 g/cm^3和基本密度为0.465 g/cm^3。根据该木材密度和干燥特性制定3种30 mm厚菲律宾桃花芯木锯材干燥基准并分别进行常规干燥工艺试验。通过对3次工艺试验结果的综合分析表明：在3次工艺实验所用执行基准均能满足2级干燥指标。其中,第一次工艺实验所用执行干燥基准为本研究中最佳干燥基准。第一次工艺实验的初始温度为60℃,末期温度为80℃、初含水率为66.97%、终含水率为7.79%的锯材干燥周期为185 h。     

60 mm厚尾赤桉干燥工艺初探

文章采用百度实验法对尾赤桉木材干燥特性进行研究,提出了尾赤桉木材干燥基准,并进行工艺实验研究。结果表明,经此种干燥工艺后,60mm厚尾赤桉木材初含水率从87.05%降至12.55%,干燥周期为46d,且除纵裂度较大外,其他可见缺陷干燥质量达到国家标准GB/T6491—1999《锯材干燥质量》规定的一级要求。     

过热蒸汽预处理对50 mm厚杨木锯材常规干燥的影响

【目的】采用过热蒸汽预处理杨木锯材后进行常规干燥,探究过热蒸汽预处理对杨木锯材干燥速率、干燥质量和干燥时间的影响,以期提高杨木锯材干燥速率、缩短干燥周期、降低干燥能耗,为杨木锯材的高附加值利用提供技术依据。【方法】采用温度为110、120和125℃的过热蒸汽对初含水率100%~150%、规格900 mm×120 mm×50 mm(轴向×弦向×径向)的杨木锯材预处理5 h,之后进行常规干燥,分析过热蒸汽预处理对锯材含水率、应力、外观质量以及后期常规干燥速率的影响,依据国家标准对过热蒸汽预处理及未处理材常规干燥后的干燥质量进行评价。【结果】1)过热蒸汽预处理结果表明:预处理温度从110℃增加到125℃时,锯材含水率下降比例从59.26%增加到77.11%,含水率在较短时间内大幅度降低并接近木材纤维饱和点;预处理后锯材的残余应力较大,在2.71%~7.75%之间;锯材顺弯、横弯、翘曲和扭曲指标的干燥质量等级均为一级;锯材皱缩比例在25.00%~36.96%之间。2)常规干燥结果表明:经110、120和125℃过热蒸汽预处理后,锯材常规干燥速率较未处理材分别增大7.97%、16.23%和78.42%;从含水率和应力方面分析,过热蒸汽预处理材常规干燥后的干燥均匀度和厚度上的含水率偏差指标质量等级均达到一级,终含水率指标的质量等级为二级;锯材预处理过程中产生的残余应力在常规干燥过程中被释放,常规干燥后残余应力指标质量等级为二级;从外观干燥质量分析,预处理材常规干燥后的顺弯、横弯、翘曲和扭曲指标质量等级均达到一级;锯材在过热蒸汽预处理过程中产生的皱缩在常规干燥过程中部分得到恢复,常规干燥后锯材皱缩比例分别降低至28.60%、9.09%和15.00%。3)总干燥时间分析结果表明:与未处理材的常规干燥相比,110、120和125℃过热蒸汽预处理材的总干燥时间分别缩短了24.96%、44.22%和67.24%。【结论】过热蒸汽预处理可以显著降低杨木锯材的含水率,并提高杨木锯材常规干燥的干燥速率,缩短干燥时间。综合考虑杨木锯材干燥质量和干燥效率,50 mm厚杨木锯材过热蒸汽预处理温度以120℃较好。     

小径巨尾桉干燥特性与干燥工艺

通过百度试验法研究小径巨尾桉(Eucalyptus grandis×E. urophylla)的干燥特性,制定巨尾桉材干燥基准,进行干燥工艺优化试验.结果表明:小径巨尾桉材初期开裂等级为3级,内裂等级为2级,截面变形等级为5级,属中等难干材;采用制定的巨尾桉材干燥基准,试件从初含水率115.13%降至8.50%的干燥周期为16.3 d,除瓦弯变形外,其他可见干燥缺陷指标均达到国家标准GB/T 6491—2012 《锯材干燥质量》规定的一级要求.     

温度对落叶松小径木异型材弦向干缩系数的影响

运用IF干燥机针对落叶松小径木异型材弦向干缩系数进行研究。研究结果表明,在相同的干燥温度下,干缩系数沿径向呈两种变化趋势,一是由髓部向外先减小后增加,二是由髓部向外逐步增加。变化趋势的不同取决于干燥过程中拉应力和压应力出现的频率。同一部位木材的干缩系数呈现低温较大、随干燥温度的增加先减小后增加的趋势;随干燥温度的增加。各部位干缩系数与干燥温度表现为较好的二次相关性。     

40mm厚杉木锯材高温干燥工艺研究

对40 mm厚杉木锯材制定两个高温干燥工艺并进行试验研究,检测和分析干燥周期、干燥速率、锯材干燥质量等指标。干燥工艺I采用高温湿空气进行干燥;干燥工艺II在干燥前期高含水率阶段采用过热蒸汽条件,干燥后期低含水率阶段采用高温湿空气进行干燥。结果显示:两个干燥工艺在各阶段的干燥速率差异明显,干燥前期工艺II的干燥速率为1.30%/h,较工艺I低约37.2%;但干燥后期工艺II的干燥速率为1.89%/h,较工艺I高约70.27%。干燥工艺II可以有效避免锯材内裂的发生,干燥质量满足GB/T 6491—2012《锯材干燥质量》二级材的指标要求,干燥效率提高。     

40 mm厚杉木锯材高温干燥工艺研究

对40 mm厚杉木锯材制定两个高温干燥工艺并进行试验研究,检测和分析干燥周期、干燥速率、锯材干燥质量等指标。干燥工艺I采用高温湿空气进行干燥;干燥工艺II在干燥前期高含水率阶段采用过热蒸汽条件,干燥后期低含水率阶段采用高温湿空气进行干燥。结果显示:两个干燥工艺在各阶段的干燥速率差异明显,干燥前期工艺II的干燥速率为1.30%/h,较工艺I低约37.2%;但干燥后期工艺II的干燥速率为1.89%/h,较工艺I高约70.27%。干燥工艺II可以有效避免锯材内裂的发生,干燥质量满足GB/T 6491—2012《锯材干燥质量》二级材的指标要求,干燥效率提高。     

40 mm厚黑木相思锯材干燥工艺研究

对我国40 mm厚黑木相思锯材干燥工艺进行研究,为其实际干燥生产提供参考。结果表明:黑木相思锯材由初含水率105.9%干燥至终含水率9.8%,干燥用时453 h(18.9 d)。干燥锯材的平均最终含水率满足GB/T 6491—2012《锯材干燥质量》中二级锯材干燥质量指标要求,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满足一级质量指标的要求。     

人工林樟树木材干燥特性的初步研究

以15年生人工林樟树(Cinnamomum camphora)木材为研究对象,采用百度试验法研究樟树木材干燥特性,试验发现:人工林樟树木材初期开裂等级为2级,主要为端裂和端表裂,干燥结束后部分试件出现内裂,内裂为2级;截面变形弦切板平均为0.53 mm,径切板为0.26 mm,中心板为0.91 mm,等级为2级;扭曲值弦切板平均为3.2 mm,最大值6 mm,径切板为2 mm,等级为3级;含水率从30%干燥至5%,弦切板、径切板、中心板的平均干燥速度分别为1.9%/h、1.04%/h、1.25%/h;径切板、中心板的干燥速度比弦切板要慢很多,在窑干时应将板材分类干燥。研究结果表明:人工林樟树木材属于易干木材,少裂。根据百度试验缺陷等级以及干燥缺陷对应的干燥条件拟定了初步的干燥基准,可用于木材加工企业干燥人工林樟树木材参考使用。     

小径木白桦锯材不同加热方式下含水率的变化

讨论小径木白桦锯材在连续加热和间歇加热方式下含水率的变化规律.结果表明:小径木白桦锯材的干燥速率在含水率15%以后明显降低,前期干燥过程锯材的干燥速率比后期的高2～3倍;间歇加热方式有利于内部水分向外扩散,间歇时间对干燥速率的影响很小;干燥过程中锯材厚度方向上的含水率梯度呈不对称分布,这与小径木的心材占较大比例有一定关系;间歇加热减少了锯材内含水率梯度的变化值,同时减少了应力的产生,从而提高了干燥质量.