一种控制木材皱缩的联合干燥方法技术

本发明专利技术提出一种控制木材皱缩的联合干燥方法，其包括以下步骤：将易产生皱缩的木材加工成厚度15mm‑30mm的板方材，按常规窑干方式整齐地装载到窑干设备上；通过联通管道向窑干设备注入CO

Combined drying method for controlling wood shrinkage

The invention provides a method for controlling wood drying shrinkage, which comprises the following steps: easy to produce shrinkage of wood processing thickness 15mm 30mm sheet material, according to the conventional kiln drying mode neatly loaded into the kiln drying equipment; through the pipeline to the kiln equipment into China Unicom CO

【技术实现步骤摘要】
一种控制木材皱缩的联合干燥方法
本专利技术属于木材干燥加工
，具体涉及的是一种控制木材皱缩的联合干燥方法。
技术介绍
我国实施天然保护工程以来，国产的优质天然木材已经越来越少，而伴随我国经济高速发展及人民生活水平的不断提高，国民经济对木材的需求量也越来越大，进口材虽然能短暂缓解用材压力，但是国有人工速生林木材的开发利用将会成为日后的必由之路。人工速生林目前大部分用于低附加值的造纸及人造板工业，其作为实木的应有价值没有得到充分发挥。究其原因，是人工速生林有其自身的一些缺陷，其中影响其作为实木家具、地板及工艺品用材的最根本原因是这类木材在干燥过程容易产生变形、开裂，最为严重的问题是是干燥导致的“皱缩”，使木材变形及其严重，无法应用到木家具、地板、工艺品及室内外装修上。此外，除人工速生林之外，还有一些其它天然木材也会发生干燥“皱缩”问题，严重影响这类优质木材的利用。国内外的针对木材“皱缩”问题也早有研究，但是到目前为止还没有有效的防止木材干燥皱缩的方法。以往及目前的技术手段包括冷冻、真空、蒸汽预处理及常规干燥中后期气蒸处理都只能缓解或降低皱缩，没有从根本上解决木材皱缩问题，进而无法应用到易皱缩木材的干燥上，使这类木材在实木产品及高附加值产品的应用上还无法实现。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术利用超临界CO2及常规窑干联合干燥方法来处理并干燥木材，实现干燥过程中有效控制木材皱缩的产生，其具体
技术实现思路
如下：一种控制木材皱缩的联合干燥方法，其包括以下步骤：S01，木材准备与装载将易产生皱缩的木材加工成厚度15mm-30mm的板方材，按常规窑干方式整齐地装载到窑干设备上，装载完毕后关闭设备密封门；S02，液态CO2升温及木材预热打开CO2钢瓶减压阀，通过联通管道注入至窑干设备内，并通过控温器对其进行加热监控，以3-5℃每小时速度升温；液态CO2开始逐渐膨胀，压力首先达到临界压力7.39MPa，继续升温并通过释放少量CO2来保持压力不变，最终达到预先选定的临界状态，所述的临界状态为：温度31.26-50℃，压力7.39-25MPa；S03，木材超临界CO2干燥维持临界状态，使木材空隙中的自由水水全部转化为临界液体；并于温度、压力大于临界状态时，即达到超临界状态时，气、液两界面消失，自由水变成超临界流体，汽液相面消失导致表面张力不复存在，木材细胞中不存在毛细管附加压力，令产生木材皱缩的条件被破坏；木材在超临界流体作用下驱逐了细胞腔内的自由水并保持了细胞的原有形态，实现了木材干燥又确保细胞皱缩无法产生；S04，泄压降温待木材达到规定含水率时，即含水率小于或等于30％时，保持临界温度不变，通过泄压阀缓慢释CO2放至常压；S05，常规窑干木材纤维饱和点以下没有自由水，在此阶段开启加热，使木材在现有的温度上继续升温干燥，具体工艺为：含水率20％-30％时，温度50-55℃，湿度60-65％；含水率15％-20％时，温度55-60℃，湿度55-60％；含水率10％-15％时，温度60-70℃，湿度50-55％；S06，木材降温卸载停止加热，开动风机保持设备内空气循环以降低木材温度；待木材降至40℃左右时，停止风机，自然冷却3至5小时使材温降至室温，卸载木材。本专利技术的有益效果是：通过对木材进行超临界CO2干燥来消除木材因脱水和干燥而产生的皱缩问题，具体是将干燥分两阶段进行，木材在高含水率纤维饱和点(FSP)以上进行超临界CO2干燥，在超临界条件下，木材在脱水的过程中液态表面张力几乎为零，消除了由于表面张力而导致的木材细胞皱缩；在含水率低于纤维饱和点(FSP)时，利用常规窑干来实现无皱缩快速干燥。由此实现以下优点：1)对木材进行超临界处理，使木材内部自由水在临界温度及压力下全部转变为临界液体，在超临界流体作用下驱逐了细胞腔内的自由水，进而实现了木材干燥。2)木材内部自由水在温度大于临界温度及压力时，气液面消失，水的表面张力消失，没有毛细管表面张力，使木材细胞产生皱缩的基本条件被破坏。3)通过超临界CO2干燥消除木材皱缩的基本条件后，在后续纤维饱和点(FSP)以下进行常规窑干时同样能避免干燥皱缩，实现整个干燥过程无皱缩发生。4)创新地采用超临界CO2与常规窑干一体化方案，降低整个干燥过程材料的装运、堆垛，节省时间、能源且提高了工艺与设备的效率。5)第一阶段的超临界CO2干燥改善了木材的渗透性，为后续常规窑干及干燥后木材的防腐、阻燃等改性处理提供有益条件。具体实施方式如下对本申请方案作进一步描述：一种控制木材皱缩的联合干燥方法，其包括以下步骤：S01，木材准备与装载将易产生皱缩的木材加工成厚度15mm-30mm的板方材，按常规窑干方式整齐地装载到窑干设备上，装载完毕后关闭设备密封门；S02，液态CO2升温及木材预热打开CO2钢瓶减压阀，通过联通管道注入至窑干设备内，并通过控温器对其进行加热监控，以3-5℃每小时速度升温；液态CO2开始逐渐膨胀，压力首先达到临界压力7.39MPa，继续升温并通过释放少量CO2来保持压力不变，最终达到预先选定的临界状态，所述的临界状态为：温度31.26-50℃，压力7.39-25MPa；S03，木材超临界CO2干燥维持临界状态，使木材空隙中的自由水水全部转化为临界液体；并于温度、压力大于临界状态时，即达到超临界状态时，气、液两界面消失，自由水变成超临界流体，汽液相面消失导致表面张力不复存在，木材细胞中不存在毛细管附加压力，令产生木材皱缩的条件被破坏；木材在超临界流体作用下驱逐了细胞腔内的自由水并保持了细胞的原有形态，实现了木材干燥又确保细胞皱缩无法产生；S04，泄压降温待木材达到规定含水率时，即含水率小于或等于30％时，保持临界温度不变，通过泄压阀缓慢释CO2放至常压；S05，常规窑干木材纤维饱和点以下没有自由水，在此阶段开启加热，使木材在现有的温度上继续升温干燥，具体工艺为：含水率20％-30％时，温度50-55℃，湿度60-65％；含水率15％-20％时，温度55-60℃，湿度55-60％；含水率10％-15％时，温度60-70℃，湿度50-55％；S06，木材降温卸载停止加热，开动风机保持设备内空气循环以降低木材温度；待木材降至40℃左右时，停止风机，自然冷却3至5小时使材温降至室温，卸载木材。本专利技术创新地采用超临界CO2与常规窑干一体化方案，降低整个干燥过程材料的装运、堆垛，节省时间、能源且提高了工艺与设备的效率；由此方法可以得出实施上述操作的超临界CO2-窑干设备，其包含与常规窑干设备相同的主体，并且主体的内腔通过联通管道连接CO2钢瓶，还设有泄压机构用以释放CO2以控制主体内腔的气压；还包括湿度度探头，用于对木材温、湿度进行监测；和风机组件，用于对主体内腔中的木材进行吹风降温；CO2钢瓶减压阀、泄压机构和风机组件均受控制设备的控制箱。将本专利技术方法应用实施的超临界CO2-窑干设备是一体化集成设备，减少企业投资及设备成本，并能满足企业对皱缩木材工业化生产的需求。上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制木材皱缩的联合干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：S01，木材准备与装载将易产生皱缩的木材加工成厚度15mm‑30mm的板方材，按常规窑干方式整齐地装载到窑干设备上，装载完毕后关闭设备密封门；S02，液态CO

【技术特征摘要】
1.一种控制木材皱缩的联合干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：S01，木材准备与装载将易产生皱缩的木材加工成厚度15mm-30mm的板方材，按常规窑干方式整齐地装载到窑干设备上，装载完毕后关闭设备密封门；S02，液态CO2升温及木材预热打开CO2钢瓶减压阀，通过联通管道注入至窑干设备内，并通过控温器对其进行加热监控，以3-5℃每小时速度升温；液态CO2开始逐渐膨胀，当压力首先达到临界压力7.39MPa，继续升温并通过释放少量CO2来保持压力不变，最终达到预先选定的临界状态，所述的临界状态为：温度31.26-50℃，压力7.39-25MPa；S03，木材超临界CO2干燥维持临界状态，使木材空隙中的自由水水全部转化为临界液体；并于温度、压力大于临界状态时，即达到超临界状态时，气、液两界面消失，自由水变成超临界流体，汽液相面消失导致表...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪海，杨琳，吴智慧，李兴畅，
申请(专利权)人：中山市太兴家具有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44