一般木材干燥中,温度lt;100度为常规干燥,100--150度为高温干燥,gt;150度为超高温干燥.木材的热处理就是利用木材在接近或高于200度的超高温低氧含量环境中,木材熏蒸杀虫,持续处理一定时间后,使木材中半纤维素降解,木材细胞壁中羟基减少,木材的吸湿性能下降,尺寸稳定性及耐生物破环性得到改善.因此,超高温热处理的木材被作为一个新型材料被广泛关注.
处理工艺对于材料的影响至关重要,如处理温度、处理时间、加热速率、木材树种、试件的重量与尺寸、初含水率等参数,都会影响产品的性能。处理工艺的确定主要是依产品的使用目的,在吸水性能改善与力学性能降低之间优化,木材熏蒸,找到可接受的平衡点。根据处理所使用介质不同,处理工艺主要分为三种。
芬兰对超高湿热处理木材的研究开始较早,经过十几年的发展,生产技术已经比较成熟。处理过程中,用水蒸汽来防止木材燃烧,处理环境中氧气含量控制在3%--5%以下。处理过程分为3个步骤:1)升温过程、包括预热、高温干燥及再升温阶段;2)实际热处理阶段;3)冷却及平衡阶段。
所处理的木材树种包括松木、云杉、桦木及杨木。因为树种不同,其化学组成和细胞结构不同,所以热处理参数选择和终效果均有所不同。
1)松木是热处理较适宜的材种之一,通常用于室外,且热处理工艺较剧烈。存在的问题是松木处理后流出的松树脂,给处理设备及后期加工带来麻烦。但同时,脱脂松木的使用途径有所扩大。2)桦木处理的目的是获得良好的颜色及表面质量。3)杨木热处理后可用于室内的装修。
1、蒸汽加热木材烘干设备
蒸汽加热木材烘干设备是广泛使用的传统、普遍的干燥设备,木材熏蒸方法,具有生产能力强(5m3/窑——1500m3/窑),烘干工艺成熟,温、湿度易于调节和控制,干燥质量有保证,运行成本低(如松木:30元—50元/m3),操作简单、方便,适用范围广,可集中供热,木材颜色可控制,还能脱脂、变色、染色杀虫、灭菌、改性等功能。不足之处是需蒸汽锅炉蒸汽供热,设备投资适中或偏高。
2、炉气间接加热木材烘干设备
炉气间接加热木材烘干设备具有设备简单,不用锅炉,无需蒸汽,以工厂的加工剩余物为能源,投资少。不足之处是干燥工艺不成熟,干燥介质的温、湿度状态不易调节和控制,木材易发生变形、开裂,木材熏蒸,存在火灾隐患
3、真空木材烘干设备真空木材烘干设备具有干燥工艺成熟,干燥周期短,无干燥缺陷,运行成本低 ,不受场地限制 ,无需蒸汽锅炉,无污染。不足之处是容器的容积较小,只用小规模生产,主要用于透气性好的硬阔叶材厚板或易皱缩的木材,耗电量大,备保养、维修费用高,投资适中
4、热水加热木材烘干设备
热水加热木材烘干设备具有蒸汽加热木材烘干的部分优点。可利用木材加工剩余物作燃料,干燥成本大幅度降低,干燥速度快,干燥后板面平直,干燥后稳定性好。不足之处是是由于常压热水的出水温度不高(95℃左右),干燥周期稍长。设备复杂、投资、运行费用高 ,操作人员多
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