一種楠木板材的真空乾燥方法與流程
2023-05-01 12:49:16 1
本發明涉及一種木材處理方法，具體涉及一種楠木板材的真空乾燥方法。
背景技術：
楠木是我國珍貴家具用材樹種，楠木乾燥是家具製造過程中的必要環節，乾燥質量的好壞決定了楠木的利用率，甚至影響後續使用過程中的開裂和變形。
目前常用的楠木乾燥方法為常規蒸汽乾燥，乾燥速度慢，為了提高幹燥速度通常通過提高幹燥的溫度實現，而溫度的提升一方面使楠木木材失去原本的材色，同時高溫使木材發生開裂和變形的機率大幅度增加，該方法乾燥的楠木木材利用率不高，顏色變化大，使楠木木材附加值大幅下降。有文獻公布了一種楠木乾燥處理方法，通過室外靜置和烘乾窯兩次加熱的方式，其採用先自然乾燥，然後通過蒸汽乾燥的方法對楠木進行乾燥，前期的自然乾燥時間180～200小時，時間周期長，並且在自然乾燥過程中木材容易發生開裂變形。隨後採用蒸汽加熱120～180小時，總的乾燥時間為300～380小時，不僅乾燥周期長，而且乾燥質量還得不到保證。
技術實現要素：
針對上述現有現有技術，本發明提供一種楠木板材的真空乾燥方法，該方法能有效解決在乾燥過程中板材開裂變形、乾燥周期長的問題。
為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案是：提供一種楠木板材的真空乾燥方法，該真空乾燥方法依次包括以下步驟：
(1)預熱：將楠木板置於乾燥設備中，採用100℃的飽和水蒸氣對楠木板進行預熱，預熱時間與楠木板厚度之間的關係為1.5h/cm；
(2)抽真空：待預熱後的楠木板自然冷卻至45～50℃時抽真空，真空度維持在0.008～0.012mpa，待材芯溫度降至30℃時停止抽真空；
(3)蒸汽加熱：步驟(2)中乾燥設備恢復常壓後，打開風機並向其中通入50～70℃的水蒸氣進行加熱，材芯溫度達到45～50℃時停止加熱，風機繼續運行20～30min，在通入水蒸氣的過程中，使乾濕計的幹球與溼球溫差控制在3～5℃的範圍內；
(4)抽真空：步驟(3)加熱完成後，對乾燥設備進行抽真空，真空度維持在0.008～0.012mpa範圍內，待材芯溫度降至30℃時停止抽真空；
(5)重複步驟(3)和(4)，至楠木板的含水率下降至10％～11％；
(6)調溼處理：將55～60℃的水蒸汽持續通過乾燥設備，同時乾濕球溫差控制在5～6℃，通入水蒸汽的時間為10～20h。
本發明的有益效果是：經過預熱處理後，木材芯層溫度提高，在後續乾燥階段，水分能夠快速向表層移動，而且預熱還可以降低纖維飽和點及水分的粘度，並使板材表層毛細管舒張，提高水分的傳導性，減少乾燥時間；預熱完後先抽一次真空，在減少水分的同時，使板材的溫度變得更加均勻，還減小了板材的表面應力，後續處理更加方便和安全；採用水蒸氣乾燥，在乾燥過程中不會發生開裂，而且在高溫蒸汽環境中，板材中的水分更容易蒸發，加快乾燥速度,同時在風機的存在下，加熱蒸汽運動速度加快，能夠快速到達乾燥設備的各個角落，並與楠木板材充分接觸，提高了乾燥效率；加熱完成後風機繼續運行20～30min，板材內外溫差減小，在後續抽真空步驟中不會因溫差過大而引起板材開裂，而且水分在真空環境中沸點降低，更容易蒸發，同時板材在真空環境不會發生高溫氧化，楠木板材的顏色不會發生太大變化；經過調溼處理後，不僅能消除板材的內應力，提升乾燥質量，還能恢復楠木板材本身的顏色。
在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
進一步，步驟(2)中真空度維持在0.012mpa。
進一步，步驟(3)中通入的水蒸汽溫度為60℃。
進一步，步驟(6)中水蒸汽溫度為60℃。
進一步，步驟(6)中通入水蒸汽的時間為10h。
上述參數為優選參數，在其參數下，乾燥時間最短，乾燥的楠木板不會開裂，乾燥質量最佳。
具體實施方式
下面對本發明的具體實施方式做詳細的說明。
本發明的實施例中，提供了一種楠木板材真空乾燥方法，包括預熱、抽真空、蒸汽加熱、調溼處理等步驟。乾燥前，將待乾燥的楠木板整齊的堆砌在乾燥設備中，為了充分乾燥，每塊楠木板之間最好留有一定空隙，以便預熱蒸汽和加熱蒸汽與楠木板充分接觸，並且使楠木板受熱均勻，避免楠木板由於受熱不均而開裂。堆放好楠木板材後，向乾燥設備中通入飽和水蒸汽，對楠木板進行預熱處理。通入的飽和水蒸氣最好具有較高的溫度，這樣熱量才能在短時間內傳遞到板材內部，提高芯層溫度，內部水分能夠更快的向表層移動，而且經過預熱處理後，楠木板材的纖維飽和點及水分的粘度降低、表層毛細管舒張，水分傳導性大幅提高，後面的乾燥階段可以節約大量時間。本發明中通入的飽和水蒸氣的溫度為100℃；預熱時間應該嚴格控制，不然持續高溫可能降低楠木板材的品質，經過試驗驗證，待乾燥的楠木板的厚度每增加1cm，預熱時間增加1.5h比較合適，如30mm厚的楠木板材預熱時間為4.5h，這樣不僅可以充分預熱，而且保全了楠木板本身的特性。預熱完成後，停止通入飽和水蒸氣，此時讓楠木板材自然冷卻，在此過程中測量材芯的溫度，當材芯溫度降至45～50℃左右時，封閉乾燥設備，用抽真空設備對乾燥設備抽真空，直到乾燥設備中的絕對壓力處於0.008～0.012mpa範圍內，停止抽真空，關閉真空閥維持該真空度，讓乾燥設備中的楠木板材在真空環境中降溫，待材芯溫度降至30℃左右時打開真空閥，使乾燥設備恢復常壓。經過上述步驟後，向乾燥設備中通入50～70℃的水蒸汽對楠木板材進行加熱，此時採用不飽和水蒸汽，不飽和水蒸氣可以更快的帶走板材中的水分，減少乾燥時間；楠木板處於不同的溼度環境中其水分流失速率是不一樣的，為了加快水分的流失，在乾燥設備中安裝乾濕計對乾燥設備中的溼度進行嚴格監控，考慮到楠木板材的含水量與通入的水蒸氣溫度，控制乾濕計幹球與溼球溫差在3～5℃的範圍內，蒸汽加熱至材芯溫度達到45～50℃，最好達到50℃後，停止通入水蒸氣，讓楠木板自然降溫。待楠木板材的溫度在真空環境中降至30℃左右時，打開真空閥，使乾燥裝置恢復到常壓。經過一次蒸汽加熱和抽真空乾燥，楠木板材的水分還不能去除到理想狀態，因此多次重複蒸汽加熱和抽真空乾燥步驟，每完成一次重複，測量楠木板中的水分含量，直到板材中的水分含量處於10％～11％的範圍為止。木材在高溫環境中極易氧化變色，經過上述步驟處理後，楠木板材都有一定程度的氧化，其顏色也會發生一定的變化，為了恢復楠木板材本身的顏色，乾燥完成後還要進行調溼處理，所述調溼處理是將55～60℃的水蒸汽通過乾燥設備，並控制乾燥設備中乾濕計的溫差為5～6℃，通入水蒸氣的時間不宜過短，經過試驗，當時間控制在10～20h左右時，板材的顏色就能恢復到其本來的顏色。
採用上述真空乾燥方法乾燥的楠木板，不僅不會開裂，而且乾燥質量良好，能很好的保持楠木板材本身的顏色，同時，整個乾燥過程持續時間短，總耗時在48～96小時內，相對於現有乾燥技術節約了大量時間。
下面的實施例只是用於詳細說明本發明，並不以任何方式限制發明的範圍。實施例一
本實施方式採用1000mm(長)×100mm(寬)×30mm厚的楠木板材進行真空乾燥，具體步驟如下：
(1)將30mm厚的楠木板材採用墊條隔開堆放在乾燥設備中；採用100℃飽和蒸汽預熱，預熱時間4.5小時；
(2)當木材芯層溫度自然冷卻至50℃時開始抽真空，設備內絕對壓力控制為0.008mpa，抽真空約30min後停止抽真空，並打開真空閥洩真空，使乾燥設備內恢復常壓；
(3)加熱木材，採用60℃蒸汽加熱，乾濕計幹球和溼球溫度分別控制在60℃和55℃，當木材中心層溫度達到50℃時停止加熱，風機繼續運行30min；
(4)抽真空30min，設備內絕對壓力控制為0.008mpa，打開真空閥門，洩壓使設備內部壓力恢復常壓；
(5)繼續循環重複步驟(3)和(4)，直至楠木板材的含水率下降到10％時為止；
(6)向乾燥設備中持續通入溫度為60℃的水蒸氣，同時控制乾濕球溫度差為5℃，處理的時間為10小時。
本實施方式乾燥的楠木板材的乾燥質量具體數據如下：
實施例二
本實施方式採用1000mm(長)×100mm(寬)×30mm厚的楠木板材進行真空乾燥，具體步驟如下：
(1)將30mm厚的楠木板材採用墊條隔開堆放在乾燥設備中；採用100℃飽和蒸汽預熱，預熱時間4.5小時；
(2)當木材芯層溫度自然冷卻至50℃時開始抽真空，設備內絕對壓力控制為0.012mpa，抽真空約30min後停止抽真空，並打開真空閥洩真空，使乾燥設備內恢復常壓；
(3)加熱木材，採用60℃蒸汽加熱，乾濕計幹球和溼球溫度分別控制在60℃和55℃，當木材中心層溫度達到50℃時停止加熱，風機繼續運行30min；
(4)抽真空30min，設備內絕對壓力控制為0.012mpa，打開真空閥門，洩壓使設備內部壓力恢復常壓；
(5)繼續循環重複步驟(3)和(4)，直至楠木板材的含水率下降到10％時為止；
(6)向乾燥設備中持續通入溫度為60℃的水蒸氣，同時控制乾濕球溫度差為5℃，處理的時間為10小時。
本實施方式乾燥的楠木板材的乾燥質量具體數據如下：
實施例三
本實施方式採用1000mm(長)×100mm(寬)×30mm厚的楠木板材進行真空乾燥，具體步驟如下：
(1)將30mm厚的楠木板材採用墊條隔開堆放在乾燥設備中；採用100℃飽和蒸汽預熱，預熱時間4.5小時。
(2)當木材芯層溫度自然冷卻至50℃時開始抽真空，設備內絕對壓力控制為0.008mpa，抽真空約30min後停止抽真空，並打開真空閥洩真空，使乾燥設備內恢復常壓；
(3)加熱木材，採用50℃蒸汽加熱，乾濕計幹球和溼球溫度分別控制在58℃和55℃，當木材中心層溫度達到45℃時停止加熱，風機繼續運行20min；
(4)抽真空30min，設備內絕對壓力控制為0.008mpa，打開真空閥門，洩壓使設備內部壓力恢復常壓；
(5)繼續循環重複步驟(3)和(4)，直至楠木板材的含水率下降到10％時為止。
(6)向乾燥設備中持續通入溫度為60℃的水蒸氣，同時控制乾濕球溫度差為5℃，處理的時間為10小時。
本實施方式乾燥的楠木板材的乾燥質量具體數據如下：
實施例四
本實施方式採用2000mm(長)×150mm(寬)×50mm厚的楠木板材進行真空乾燥，具體步驟如下：
(1)將50mm厚的楠木板材採用墊條隔開堆放在乾燥設備中；採用100℃飽和蒸汽預熱8小時；
(2)當木材芯層溫度自然冷卻至45℃時開始抽真空，設備內絕對壓力控制為0.008mpa，抽真空約50min後停止抽真空，並打開真空閥洩真空，使乾燥設備內恢復常壓；
(3)加熱木材，採用70℃蒸汽加熱，乾濕計幹球和溼球溫度分別控制在55℃和50℃，當木材中心層溫度達到45℃時停止加熱，風機繼續運行30min；
(4)抽真空50min，設備內絕對壓力控制為0.008mpa，打開真空閥門，洩壓使設備內部壓力恢復常壓；
(5)繼續循環重複步驟(3)和(4)，直至楠木板材的含水率下降到10％時為止。
(6)向乾燥設備中持續通入溫度為55℃的水蒸氣，同時控制乾濕球溫度差為6℃，處理的時間為20小時。
本實施方式乾燥的楠木板材的乾燥質量具體數據如下：
實施例五
本實施方式採用1000mm(長)×100mm(寬)×30mm厚的楠木板材進行乾燥，具體步驟如下：
(1)將楠木板材置於室外180h；
(2)將楠木板材用墊條隔開堆放在乾燥設備中；
(3)加熱木材，採用70℃蒸汽加熱，使楠木板材溫度升至60℃，保持該溫度150h；
(4)停止加熱，自然空冷至室溫。
本實施方式乾燥的楠木板材的乾燥質量具體數據如下：