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对木材进行干燥处理的必要性

发布时间:2024-03-20 浏览量:28

在很多情况下,由于潮湿的木材没有经过干燥处理或处理不当,造成木材等级降低甚至失去了使用价值,这严重导致木材资源的浪费。众所周知,如今木材资源日益紧缺,其价格几乎每年都在上涨,不少木工制造企业承受着巨大的成本压力。
而使用合适的木材干燥技术可以有效防止木材的变形和开裂,提升木材的强度、加工性能和利用率,同时,它也是节省木材资源的重要措施,为企业优化产能。
另一方面,木材是满足人类物质需求的重要资源之一,它可以用于造纸和纸浆生产,同时,它又是理想的建筑结构材料,所以我们更需要在有限的资源范围内充分发挥木材价值,而这就体现出了优化干燥木材技术的必要性。
因为并非所有的木材干燥方式都是高效、的。据了解,木材干燥是木制品加工过程中耗能最大的工序,其能耗约占木制品生产总能耗的40%~70%。因此,研究减排的环保高效干燥技术手段是重中之重。
干燥木材的必要性
正如上文所提到的,干燥木材可以预防木材开裂、变形,木材的性能。跳过木材干燥工序的湿材不仅会丧失应用价值,倘若将其制成木产品,在使用过程中相比其他经过干燥的木产品会更容易霉变或滋生蛀虫,大幅度降低产品的使用寿命。
究其原因,根据以前的研究者调查发现,木材中水分的存在与变化会影响木材尺寸的稳定性。尤其是当木材暴露在户外的环境中时,因气候多变,以及木材本身的各向异性,其形状难以保持稳定。当木材产生水分的时候,木材的细胞壁内部膨胀,并将膨胀传递给外部尺寸,体积会膨胀,而当阳光照射木材后其水分被蒸发时,木材的体积又会缩小。也就是说,在我们身边的每一件木材,都长期处于不断膨胀和缩小的过程,如果不在一开始对新鲜的木材进行及时的干燥处理,它们很容易伴随着季节的变化和时间的推移出现萎缩、弯曲等现象。
另一方面,干燥木材降低其含水率能够提高木材的强度。因为当木材含水率低于纤维饱和点时,木材的强度将随着木材含水率的降低而提高,由此木制零件的强度、胶接强度与木制品的表面装饰质量也会得到。而且木材的导热与导电性质与含水率的变化息息相关,减少木材的含水率能够降低其导热性与导电性,提高材料的绝缘性和保温性,这对于预防火灾,提高木质产品的安全性有着重要的意义。
但并不是说木材越干燥越好。业内人士指出,当一块木材的含水率高于环境的平衡含水率时,木材就会排湿收缩,反之会吸湿膨胀。倘若木材的含水率过低,也容易出现爆裂的现象,或者粘合强度变低,对木产品制造的后道工序产生不利影响。
那么木材中的水分究竟控制在什么范围内是最合适的?根据相关资料调查显示,在中国比较干旱的西北地区,木材的平均含水率大约为10%,木料须相应干燥至7%到9%的含水率。在东南沿海地区,气候湿润,木材干燥的最终含水率应为12%至13%。在东北地区因考虑到室内采暖条件的要求,需要将木材干燥至6%至8%的最终含水率。由此可见,我们需要根据应用木材时的具体环境来对木材做适当的干燥处理。
干燥木材时面临的问题和挑战
没有使用合适的技术设备对木材进行干燥,就无法准确控制木材的含水率范围,而且还会引发环境问题。
之前已经提到,木材干燥是木制品加工过程中耗能最大的工序。根据《实用木材干燥技术》一书的部分资料介绍:“木材干燥工序占木材加工能耗的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。”
而如今解决环境污染问题已经成为了全球关注的焦点。各国纷纷讨论气候变暖、生物多样性减少、臭氧层破坏、酸雨蔓延、森林锐减退化、大气污染的解决方案。那么这就意味着高能耗、高排放、造成污染的木材干燥方式必然被淘汰。
传统常规的木材干燥方法是以饱和蒸气等为热源,以湿空气为介质,做预热和平衡处理等,之后再把木材降温后取出干燥窑;过去西方国家也推出过比较“陈旧”的干燥方式,它以木材含水率为基础,分阶段调整温度,利用木材内部蒸发出来的水分调节干燥窑内空气的湿度,中间过程不进行蒸汽处理,只在干燥末期进行一次平衡处理。不难发现,传统的木材干燥方式需要消耗大量的蒸汽,不利于节省能源,而即使欧式干燥方法相对降低了能源的消耗,但无法一次性消除木材生长应力及干燥应力。因此,如何实现减排并提高干燥效率是常规干燥技术未来的研究方向。

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