木材干燥

降低木材中的水分（含水率）的过程

为了保证被干木材的质量，还必须控制干燥介质（如通常采用的湿空气）的湿度，以获得快速高质量地干燥木材的效果，这个过程叫做木材干燥。

简介

木材中含有一定数量的水分。木材中水分的多少随着树种、树龄和砍伐季节而异。为了保证木材与木制品的质量和延长使用寿命，必须采取适当的措施使木材中的水分（含水率）降低到一定的程度。要降低木材的含水率，须提高木材的温度，使木材中的水分蒸发和向外移动，在一定流动速度的空气中，使水分迅速地离开木材，达到干燥的目的。为了保证被干木材的质量，还必须控制干燥介质（如通常采用的湿空气）的湿度，以获得快速高质量地干燥木材的效果，这个过程叫做木材干燥。木材干燥是保障和改善木材品质、减少木材降等损失、提高木材利用率的重要环节。同时，木材干燥也是木质品生产过程中能耗最大的工序，在我国约占企业总能耗的60%~ 70%。因此，木材干燥的总目标是在保证干燥质量的前提下，探索提高干燥速度的途径，以减少能耗和干燥成本。

木材干燥的方法

迄今已实现工业化的常用人工木材干燥方法包括常规干燥、高温干燥、除湿干燥、太阳能干燥、真空干燥、高频干燥、微波干燥及烟气干燥等。

常规干燥以常压湿空气作干燥介质，以蒸汽、热水、炉气或热油作热源，问接加热空气，干燥介质温度在100℃以下。高温干燥的干燥介质温度在 100℃以上，其干燥介质可以是常压过热蒸汽，也可以是湿空气，但以常压过热蒸汽居多。常规炉气干燥和烟气干燥都配有燃烧木废料 (或其它燃料 ) 的燃烧炉，以燃烧产生的烟气作热源。烟气干燥是炉气干燥的初级阶段，一般指土法建造的干燥窑，以燃料燃烧生成的烟气直接或间接加热干燥木材。除湿干燥 (又称热泵干燥 )与常规干燥的干燥介质相同，都是湿空气，二者区别在于空气的降湿方式。常规干燥空气采用开式循环，即定期从干燥室排出一部分湿度大的热空气，同时从外界吸入等量的冷空气，故常规干燥的换气热损失比较大。除湿干燥时，湿空气经过除湿机的制冷系统，经冷却脱湿一加热再回到干燥室，进行空气的闭式循环。湿空气脱湿时放出的热量，依靠制冷工质回收，有用于加热空气，故除湿干燥的节能效果比较明显，与蒸汽干燥相比其节能率一般在 40%以上。

高频和微波干燥都是以湿木材作电介质，在交变电磁场的作用下使木材中的水分子高速频繁的转动，水分子之间发生摩擦而生热，使木材从内到外同时加热干燥。这两种干燥方法的特点是干燥速度快，木材内温度场均匀，残余应力小，干燥质量较好。高频与微波干燥的区别是前者频率低、波长较长，透入木材的深度较深，适于干大断面的厚木材。微波干燥的频率比高频更高(又称超高频 )，但波长较短，其干燥速率比高频大，但波的透入深度不及高频。

木材真空干燥时，木材内外的水蒸汽压差增大，加快了木材内水分迁移速度，同时由于真空状态下水的沸点低，所以可在不高的干燥温度 (如7O℃左右 )下达到较高的干燥速率．因而具有干燥周期短、干燥应力小、干燥质量好的特点。

木材太阳能干燥通常是利用太阳能直接加热空气，依靠风机使空气在太阳能集热器和干燥室材堆之间循环。一般有温室 (暖房 )型和集热器型两种。前者将集热器与干燥室做成一体。后者则将集热器和干燥室作分体式布置，其容量较温室型大，布置也灵活。太阳能干燥由于受气候条件限制，故常与炉气、蒸汽、热泵等组合成为联合干燥装置。真空、高频、微波及太阳能干燥等所占份额均小于 3%。

干燥新技术与工艺

(1)新技术如声波干燥木材、激光钻孑L干燥木材、加压干燥木材、正负交替干燥及各种联合干燥等。

(2)干燥新工艺包括近年来出现的各种速生材、难干材的干燥工艺的研究。

(3)汽蒸、微波及滚压等各种预热处理工艺。提高干燥速度的研究。

(4)干燥过程中的防变色 (如橡胶木、泡桐 )和脱脂 (如马尾松 )工艺的研究。

作用

（1）提高木材和木制品使用的稳定性。木材长期暴露在空气中会发生湿胀和干缩现象，而木材的不均匀的湿胀干缩，往往会引起木材开裂和变形，影响使用，造成浪费。若用湿的木材或没有干燥好的木材制造产品（如门窗、地板、家具等）时，刚刚做好时好像不错，可是经过一段时间后，随着木材的变干就会发生门框歪斜、地板翘曲、接榫松脱或板面开裂等现象，造成很大的损失。生产单位若在使用前，将木材干燥到使用要求的含水率，就可以保证木制品结构的稳定性，使之外形美观、经久耐用。

（2）提高木材和木制零件的强度，当木材含水率低于纤维和饱和点时，木材的强度将随着木材含水率的降低而提高。经过干燥后的木材，可以改善切削加工条件，提高木结构零件的强度、胶接强度与木制品的表面装饰质量。木材的导热性质与导电性质是随着它的含水率的改变而改变的，要提高木材的保温性与绝缘性，也需要用降低含水率的办法来减小导热性与导电性。

（3）预防木材的贬质和腐朽。湿木材如果长时间堆放在露天空气中，若不采取适当的措施，往往会发生腐朽或遭虫害。当木材含水率降低到20%以下时，可大大减少菌类和害虫的侵害与破坏。所以，一般在生产单位，把木材干燥到含水率8-15%左右。这样不仅保证了木材的固有性质和强度，而且也提高了木材的抗腐蚀能力。

（4）减轻木材的重量。新砍伐的木材，其含水量甚至超过了本身的重量，经过短期存放、自然干燥后，它的含水量仍然很高。木材经过室干后，其重量可减轻约30-50%，有利于提高车辆的运载能力。总之，经过干燥的木材，可以保证木材制品的质量，改善木材的使用性能，延长使用年限，从而节约了木材。多年来的实践证明，木材干燥在生产上是不可缺少的过程，在科学上已成为专门的学科。

环境污染

自本世纪以来，中国的木材供应已经出现了重大的结构性变化，其表现为，一是工业速生材的比例逐渐加大；二是进口材的比例迅速上升。

在另一方面，作为木材加工业中的耗能大户，木材干燥占木材加工能耗的40-70%，而干燥的热效率普遍偏低，通常仅在30-40%之间；此外，干燥过程造成的污染又常常是中国环境污染的一个重要来源，以年干燥能力1万立方米的蒸汽干燥车间为例，每小时排出的有害物质约为：烟尘量约40Kg、二氧化碳1900立方米、二氧化硫45立方米，还有少量的氧化氮，这些物质是造成大气温室效应，酸雨和臭氧破坏的主要因素。

发展方向

由于能源对环保的贡献率可达70-80%，因此干燥技术的节能和环保问题尤显重要。所以，以后的木材干燥技术创新发展基本有以下三个方面：

一、加强理论创新，如在木材水分迁移机理和木材中水分三维空间流场、木材应力释放机制等基础研究方面在理论上要有所突破。

二、针对我国木材资源的特点重视新技术的研究和技术集成创新，如对我国不断扩大的短周期人工林木材，要进一步深入研究木材干燥与木材改性改良相结合的组合干燥技术。

三、倡导绿色干燥，进一步节能减排，如推广生物质能源利用，进一步推广太阳能干燥技术等。

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