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影响木材烘干速度快慢的因素

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    木材烘干时的干燥速度,不仅取决于不同类型的木材烘干设备,要烘干的木材的种类也是一个很大的影响因素。木材烘干时,其中所含水分(自由水,约束水,水蒸气)是利用不同的机构,经由不同的流通管道,自中心移至表面而蒸发。在移动过程中,水分可能随木材中的实际状况自某一形式转换为另一形式。一般生材在常温下其约束水约占其全干重的30%,余者除极微量的水蒸气外,均为自由水。以大叶桃花心木为例,其原始含水率约60%左右:故可粗估一半为约束水,一半为自由水。若为台湾杉,因其原始含水率高达150%以上,故其自由水亦增为约束水的4倍以上。约束水的含量永远是一常数(30%左右)。水分移动的速率完全受制于下列因素。
    温度、相对湿度、和空气循环等物理因素对木材水分移动的影响乃一深奥而复杂的学科,本文仅简要叙述其基本原理。1、温度,热量是木材水分蒸发时必须获得运动能量的根源,同时水分蒸发的快慢全赖单位时间内热能的供应情形以及加热媒体(空气)吸收水分的能力而定。干燥是由木材表面逐渐向内层进行,假如温度一定,则蒸发率会随木材水分的减少以及空气中蒸气压力的增加而逐渐降低。所以,欲保持稳定的蒸发率,必须能使木材水分获得附加热能,或者降低干燥窑内的蒸气压力。此可藉提高温度(更多的热能)或降低相对湿度(较低的蒸气压力)以达成。故欲使温度在50℃(122下)时之蒸发率等于70℃之蒸发率,则必须尽量降低相对湿度;藉增加干燥空气的水分亲和力来补偿热能的减少。但如此处理可能会形成剧烈的水分梯度,使木材发生干裂而招致“贬质”。另一方面,提高温度可加速水分的移动,虽需维持较高的湿度以防干裂,但不致过份影响干燥速率。
    谈到温度,有一事应牢记于心,即在烘干过程中窑内之干球温度必高于木材温度。当木材含有自由水时,其温度约等于湿球温度,而且只要有充足的水分移至木材表面,必会一直保持此一温度。一但自由水的供应量减低,而木材之含水率接近纤维饱和点时,木材温度会开始上升向干球温度靠近。倘若木材之含水率达于零点(0%),其温度也可能达到干球温度。 含有大量自由水之生材,每蒸发一克水需要580卡的热量。含水率低于30%时,则需要较多的热量。
    相对湿度与平衡含水率,所谓相对湿度,是指在某一特定温度与压力下,单位体积空气中所含水蒸气的总量与在同一条件(温度、压力、体积不变)下空气呈饱和状态时所含水蒸气总量之比率而言。例如:在常压与60℃时每立方公尺(m)空气所含饱和水蒸气之总重量应为131克,而今仅含有72克,则其RH为72/131:或55%。提高空气温度即可提高其含蓄(保持)水分的能力:是故温度提高后必须在单位体积内增加水分,方能使其饱和或维持原有湿度,否则相对湿度必会降低。木材烘干时,是以干湿球湿度计来测定相对湿度。干湿球温度读数的差异谓之“湿球差”,与大气的相对湿度直接有关。湿布袋蒸发愈怏,湿球之温度愈低,湿球差亦愈大,相对湿度也就愈低。窑内之相对湿度并不能直接显示其干燥能力,所以烘干基准表均以干球温度和湿球温度(或平衡含水率)二者,或干球温度、湿球温度、以及平衡含水率(EMC)三者来表示(组合)之。温度愈高,平衡含水率愈低则烘干愈快。根据此一观念,即可巧妙操纵窑内条件,以控制干燥速度。在干燥过程中由干球温度与相对湿度所形成之平衡含水率仅与被干木材的直接表面有关;但其也可作为窑内烘干条件以及木材水分梯度激烈程度的指针。
    木材本身的因素,木材不同烘干性质亦异。影响烘干速度的重要因素有树种、厚度、边材与心材,以及平锯板与象锯板,简要说明如下:1、树种,许多树种彼此间的物理性质具有极大差异,影响木材烘干速度的物理性质有比重和水分扩散。比重愈大烘干愈慢。因为比重大的木材,其细胞壁较厚,所含的约东水亦较多:约束水移动困难故干燥较慢。水分扩散困难的木材,水分蒸发必慢,干燥速度亦必较慢。一般言之,针叶木材之干燥速度较阔叶木材为怏。2、厚度,木材烘干时,水分是从所有表面(正面、侧面与端面)蒸发,但主要是靠正面,即木板的上下两面。厚度愈大,自心层至上下板面之距离亦愈大;水分移动的距离也就愈远,故干燥速度较慢。一般言之,干燥时间约与厚度的平方成正比。3、心材与边材,边材比;已材烘干快速。有些阔叶木材如美国的白橡木和黑槐木在心材的管孔中含有许多填充体和其它阻塞物,对水分之移动亦有防碍。是故心材之干燥速度较边材为慢。
    从上面来看,烘干木材速度的快慢木材的种类和类型起了很大的影响因素,但是在现实生活中,这些影响因素是很次要的,因为当我们要烘干某种木材时,我们不可能改变木材的类型,也不可能去更换木材的种类,那么我们就应该从木材烘干设备下手,只要改变木材烘干设备,才能获得快的木材烘干速度,才能实现高效率的生产。
    什么是好的木材烘干设备,现在市场上主要有蒸汽木材烘干设备和微波木材烘干设备。微波木材烘干设备是一种新型的木材烘干设备,其优点是烘干速度快,使用简便,即开即用,即关即停,烘干效果好,极少出现变形、开裂的现象。由于微波木材烘干设备的造价有点高,所以还没有广泛的普及,但其烘干效果、效率方面确实比蒸汽木材烘干设备好很多,所以未来将逐渐的应用所有的木材厂家。微波木材烘干设备是未来的趋势,广州威雅斯微波设备有限公司是专门生产微波木材烘干设备的企业,如有需求,欢迎来电咨询:158 1718 8338  宋经理

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