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木材干燥新设备
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来源:付利民 添加时间:2007-6-5 15:09:44

在木材加工和实木家具业这两个行业里面,不论您的最终产品是刨光板材、地板、细木工板、集成板、装饰线条、配件或其它木制品,您最基本的加工对象就是木(材),而且最重要的生产环节就是木材干燥。木材干燥由原来的烟薰火烤的土法干燥和常规干燥发展到现在采取多种新型方式如采用微波干燥和真空干燥,干燥技术已经上了一个新的台阶,微波干燥与真空干燥是木材干燥中新的干燥方式,但由于在我国家具行业所使用的干燥窑中,蒸气干燥窑占约80%或以上,许多同行对这两种新窑的认识还比较陌生阶段,或者是一知半解,十分有必要在这里作一些简单的介绍,以供同行们参考。

  1.微波干燥窑

  1.1.原理:微波是指波长介于1-1000mm之间,对应频率为3×105-3×102MHz的电磁波,在我国常用的固定专用频率为:915MHz和2450MHz,木材中的极化分子如木材中的水分子在电磁场中以915MHz和2450MHz的频率重复变化排列,产生类似于摩擦的作用,起到了加热和干燥木材的目的。

  1.2.特点:

  1.2.1内外温度基本一致

  微波直接穿透木材,激化水分子,产生热量,内部温度还略高于外部温度,能尽量避免温度梯度而产生的木材变形、开裂、干缩等干燥中常见的问题,干燥质量的提高导致了木材利用率提高;同时微波干燥具有即时加热的特点,没有热惯性,干燥过程易于掌握和控制。

  1.2.2定型性好

  能完全消除木材内应力,可先将木材加工成规格材料,只需适当留少量余量后再进行干燥处理,避免了木材加工损耗部分(如锯路、刨花等)的干燥,节约了干燥的能量,而且微波干燥的质量比热空气对流干燥更容易得到保证,从而提高木材利用率至少5%以上。

  1.2.3加热具有选择性

  含水率高的部分,吸收的微波多,产生的热量大,反之,则少;同时木材是内部整体加热,没有热惯性,没有热能的传递损耗,干燥速度快,与常规电加热方式相比,微波加热一般可以省电15%-20%,木材干燥的速度也要远高于常规干燥,其比值一般在十几甚至几十以上。

  1.2.4具有环保特点

  没有噪音,没有毒害气体排放,没有毒害液体排放,属环保性干燥技术。

  1.2.5具有杀菌、防虫、防霉功能

  微波干燥的木材可使内部温度高于60℃或更高,使木材中寄生的虫卵很快杀灭,达到防虫、防霉的功效,针对不同树种的木材要选取适合的微波干燥速度,以便达到提高最大功效的目的。

  1.2.6能保持木材原色

  由于微波干燥时间短,解决了传统干燥时间长、湿度大易导致木材变颜色、变黑、材质等级降低等问题,特别对贵重木材是一种理想的干燥方法。

  1.2.7流程简单、场地占用少、设备投资少

  微波干燥不需浸泡、蒸煮、喷蒸等工艺流程,仅需一台设备即可完成。设备简化,占用场地少,同时工艺易于实现自动化控制,干燥时只需将干燥时间设定好,干燥结束后会自动停机。

  1.3干燥窑的结构

  1.3.1干燥窑的内壁材料采用304号不锈钢材料制作,外层加保温隔热层保温,有利于能源的充分节约,外层采用折弯形钢板喷塑处理,底部有进气孔,顶部设有排湿孔,以便排出湿气,另备有排湿风扇,加强窑内木材的湿气的排出。

  1.4操作系统

  1.4.1电气操作系统安装在操作仪表面板上,集中操作与控制微波炉设备,实现对微波炉设备的操作与监控,仪表板上配备有操作开关,功率选择按钮调节微波;时间设定器,便于用户操作时选择加热时间;安装功率监视表随机观察微波加热设备稳定情况;同时配备温度显示,方便随时监察温度的变化,操作位安装保护性急停开关,保证在设备运行时因设备运转不正常即故障时可安全停机。

 

蒸汽窑

  1.5经济效益简单分析

  1.5.1微波烘干设备初步设计假设为:40KW,增加辅助耗能估算为:50KW,假设处理能力为一次可处理2M3普通树种的材料,需时间约为2小时,总耗电量为:100KW;电费费用为:50×2×0.8=¥80元/度(广东地区每度电按¥0.8元/度计);每立方米成本为:¥80/2=¥40元。当然干燥不同树种的木材成本还会相应不同。

  2 真空干燥窑

  2.1原理:将要干燥的木材放在一个密封的容器内,在低于大气压力下进行干燥,加快木材内部水分向木材表面移动速度,真空干燥的过程就是对木材不断加热的同时利用真空系统抽走干燥室内的空气,受真空影响、干燥室内的汽化温度降低,木材可以在较低温度下进行干燥从而避免了因温度过高而导致的木材开裂、变形等缺陷,而干燥时间通常30mm左右薄板只需约24小时,50mm左右板材只需约72小时,60-70mm左右板件只需约96小时。比常规蒸汽窑干燥时间缩短了约5-15倍。

  2.2特点

  2.2.1绿色干燥

  能集中回收木材因干燥而排出的有用或有害物质,因此,又称绿色干燥。

  2.2.2干燥质量好

  无弯曲、变形、开裂现象,不会出现表面硬化;部分弯曲木料可压平烘干;避免了因蒸汽所产生温度梯度差而导致的木材缺陷,同时木材在干燥过程中不易出现木材颜色变化。

  2.2.3设备无需锅炉,自备供热相应配套装置如常压热水炉可采用焚烧木加工废料来作为能源。

  2.2.4占地面积小,可随时移动,根据需要可不作地脚直接安装到平整的水泥地面。

  2.2.5干燥能耗低

  相对常规木材蒸汽干燥窑来说,真空木材干燥窑的干燥周期缩短了约5-15倍,特别是密度大较难干的木材则更有优势,真空干燥窑内的水汽化温度相对常规窑来说降低了很多,真空干燥是一种节能干燥技术。

  2.2.6造价低

  设备如一台体积约6m3 ,箱体长约7米,设备外形高约4米,箱体高约1.5米,宽约1.5米的设备,不锈钢外壳体,里面是铝合金加热板,整套设备造价约20多万元人民币,包括送货到厂及来厂安装调试。

  2.3设备结构

  2.3.1真空木材干燥窑按系列分成两大类:热板加热连续真空干燥窑,本文称之为压板式系列和对流加热真空干燥窑,本文称之为传统风机式系列,压板式系列在进出料方式上又分为经济型顶开揭盖吊装式和专业型端开拉门轨道式。

  2.3.2压板式真空干燥窑是将被干燥板材一层层地堆积在两块加热板之间,以接触传导方式来加热木材。当干燥程序由预热阶段转入干燥阶段时,控制仪就会启动真空、冷凝系统、按照当时设定的真空压力值将窑体内多余的水蒸汽抽走,在真空状态下,窑体内的气化温度降低,木材表面水份蒸发速度加快。这样,在含水率梯度和温度梯度不断增大情况下,内部水份快速向外移动;另外,在干燥过程中通过窑体上盖胶板传达的大气压力(最大为10,000Kg/m2),使木材在干燥过程中不会变形,从而达到良好的干燥效果。

  2.3.3顶开揭盖吊装式干燥窑最大的特点就是经济、实用,是专门为干燥量不太的家具厂或工艺品厂设计。

  2.3.4端开拉门轨道式干燥窑的优点就是进出料简单、方便、省时、省力、效率高,特别适用于干燥数量要求比较大的家具厂或木制品厂。

  2.3.5设备主要组成部分:控制系统、箱型密封窑体、加热系统、真空、冷凝系统、冷却系统、排水系统、进出料装卸系统。控制系统一般由全自动电脑控制仪、真空传感器、温度传感器、木材含水率检测系统、冷凝系统的温度控制器、配电柜及其电器原件等构成;窑体一般由不锈钢板制作;加热板由空心铝合金板构成;冷凝系统由冷凝储水缸等构成;进出料系统由真空吸盘、电动葫炉、起重吊架、加热板支撑架等构成。

  2.3.6系统的加热方式一般有三种:第一种:电加热式,比如一个6m3窑需功率总计约32Kw;第二种:常压热水炉式,比如一个6m3的窑需功率合计约为:15Kw;第三种方式为:蒸汽式即用锅炉蒸汽为热源,比如一个体积约6m3的窑需蒸汽压力约为:0.3-0.4Mpa,整个窑的功率合计约为:10Kw(不包括锅炉的功率,当然一个锅炉肯定需同时供几个窑才比较合适)。

 

真空干燥窑

真空干燥窑

  2.4成本简易分析

  2.4.1比如干燥西南桦木板,板厚为:25-45mm,干燥数量为:6m3,初含水率约:35-45%计算,终了含水率为:10%以下,干燥周期为:32小时;则干燥成本为:

  (A)采用电加热方式,功率按每小时32Kw计算,则电费为:¥(32×32×0.8)=¥819.20;每立方成本为:¥819.2/6=¥136.53。

  (B)采用常压热水炉加热方式,功率按每小时15Kw计算,则电费为:¥(15×32×0.8)=¥480。每立方米成本为:¥480/6=¥80。

  从成本上比较建议尽量不采用电加热方式,成本太高;当然成本的高低还会与材质、板面厚度、加热的方式有密切关系;有的板面薄,材质疏松的,可能成本每立方只需几十元不等。

  2.5 必须注意压板式真空干燥窑中的两个问题

  2.5.1木材未干燥前有弯曲、变形,如果进窑干燥时会对铝加热板造成一定程度的损坏;当然薄板比如5-20mm厚板,如果有弯曲的话是可以通过铝加热板本身把它们压平的,但如果是厚板的话,要压平过来就不是一件容易的事情,有些生产厂家可能会误导消费者。

  2.5.2如果干燥带有油脂性物质、树脂、单宁物或抽提物等木材时,干燥时由于板材紧贴铝加热板,如果长时间的话,这些物质可能会部份流到木材表面,甚至于会流到加热板上,以致于导致加热板清洗比较麻烦。许多生产厂家可能没有考虑此方面的问题,本人建议如果在上下加热板上各再增加一块较薄的铝板,可能会解决加热板清洗难的问题。

  上面已经就两种新的干燥窑作了一些介绍,希望借此文章能给同行们一些借鉴。同时也期望干燥窑制造厂家本着从节能、环保、低成本、短周期、高品质等方面着手,带动木材干燥技术一次又一次新的革命,为家具行业的蒸蒸日上而努力。

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