木材真空干燥

1、木材干燥技術（第2版） 任務4. 1木材真空干燥基本原理 任務4. 2木材真空干燥工藝 項目4木材真空干燥 知識目：1、了解真空真空干燥的目的及工作原理； 2、掌握真空干燥的設備、結(jié)構性能、特點； 3 、間隙真空干燥的干燥燥基準的選用及干燥運行操作與控制； 5、連續(xù)干燥燥基準的選用及干燥運行操作與控制 4 、真空干燥的特點及適用性； 技能目標：具有一定木材特種干燥的能力。能夠正確編制和使用木材真空干燥基準，具有從事木材 大氣干燥和真空干燥操作能力，能分析常見木材干燥缺陷出現(xiàn)的原因，并采取有效防治措施。 任務4. 1木材真空干燥基本原理 任務提出 首先分析常規(guī)干燥的原理和真空干燥干燥的原理有什么

2、不同，常見難干闊葉 材常規(guī)干燥干燥的缺陷，常溫下水的沸點和真空條件下水的沸點有什么不同。在真空條件下水的沸 點降低，木材表面水分的水分蒸發(fā)速度加快，干燥質(zhì)量如何。工作情景 采用學生動手操作，教師引導的學生主體、項目化教學方法，以分組形式完成課堂教學，首先 教師常規(guī)蒸汽干燥窯為例，把常規(guī)干燥結(jié)構和設備進行逐步分析，學生根據(jù)教師分析和完成，老師 進行總結(jié)和講評。 材料及工具 教材、筆記本、筆、多媒體設備等 1. 木材真空干燥概述 (1) 木材真空干燥 木材真空干燥(wood vacuum drying)是把木材堆放在密閉的容器中，在低于大 氣壓的條件下實施干 燥，其干燥介質(zhì)是濕空氣。真空干燥時，木

3、材內(nèi)外的水蒸氣壓差增大，加快了木材內(nèi)部水分遷移速 度；同時由于真空狀態(tài)下水的沸點低，可在較低的溫度下達到較高的干燥速率， 干燥質(zhì)量好，特 別適用于透氣性好或易皺 縮以及厚度較大的硬闊葉材。 (2) 真空干燥的原理 一個大氣壓下水的沸點為100 C,當壓力小于一個大氣壓時，水的沸點則小于100 C；另外，木材表 面水分的蒸發(fā)速度比木材內(nèi)部水分的移動速度快100 1000倍。要加快木材干燥速度，必須想辦法加快木材內(nèi)部水分的移動速度。研究表明：當溫度為 40C,在壓力為60mmHg時，木材內(nèi)的水分移動速度大約是 壓力為760mmHg時的5倍。根據(jù)上述原理， 將木材置于密閉的干燥容器內(nèi)，一方面提高木材

4、的溫度，另一方面降低容器內(nèi)的壓力，使木材中水 分在比較低的溫度下就開始汽化與蒸發(fā)，從而達到干燥木材的目的。 與常規(guī)干燥相比，真空干燥能夠?qū)崿F(xiàn)在低溫條件下快速干燥木材，并且保證木材的干燥質(zhì)量，很大 程度上避免木材皺縮缺陷的產(chǎn)生。經(jīng)過專家分析探究發(fā)現(xiàn)，以楊木為例，在纖維飽和點以上時，真 空干燥速率為常規(guī)干燥的234288倍；而在FSP以下時，則為290414倍。 真空條件固然可以加快木材內(nèi)部水分的移動，加快木材的干燥速度，但可能更加快木材表面水分 的蒸發(fā)，即在木材高含水率與真空度或絕對壓力控制不當?shù)那闆r下，木材中的含水率梯度將顯著增 大，這樣會導致木材內(nèi)應力增大，進而引起變形與開裂的可能性也將增大

5、，造成木材干燥缺陷的擴 大，所以對真空條件的把 握是核心環(huán)節(jié)。實踐證明木材對流加熱間歇真空干燥干燥周期與常規(guī)窯干 法相比，僅為英1/3,而投資成本與常規(guī)窯干設備投資相近，且真空干燥質(zhì)量高。真空干燥的質(zhì)量 優(yōu)勢還體現(xiàn)在：一些帶髓心的柞木、水曲柳、杉木方材，用常規(guī)干 燥很難保證質(zhì)量，用間歇真空干 燥法干燥基本上沒有產(chǎn)生翹曲和開裂等缺陷；一 些窯干缺陷較多的難干材釆用真空干燥法干燥后，干燥降等率均有較大幅度的降低。 2、真空干燥設備結(jié)構 真空干燥設備由干燥筒、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成（圖）。 1）、干燥筒 干燥筒通常為圓柱體，水平安裝。兩端呈半球形，其中一端為門。一般用螺旋壓緊裝置，用耐 熱

6、橡膠圈密封。筒體用厚的鋼板滾壓彎曲、焊接而 成。之所以做出圓柱體，是由于在真空 卜圓柱體抵抗外界大氣壓力的性能好，但 圓柱體的容積利用系數(shù)不高。故國外也有方形橫斷面的筒體，這種方形筒體，需要其筒壁較厚或在 筒壁上設置加強筋，但結(jié)構和制造復雜，因此不常用。為了保 證有足夠的強度，筒體材料通常采用 鋼板，內(nèi)壁噴涂鋁層或涂刷防銹涂料以防腐 蝕。筒體外壁包保溫層。筒內(nèi)下部設有兩條鋼軌，干燥 的木材堆積在載料車上，沿鋼軌推人干燥筒內(nèi)。 干燥筒的直徑通常為1. 224m,長度為420m。 2）、真空系統(tǒng) 真空系統(tǒng)包括真空泵、冷凝器和真空閥門等，其中最主要的是真空泵。真空 泵的作用是對干燥 筒抽真空，從而排

7、除木材中的水分。木材干燥中常用的真空泵有水環(huán)式真空泵和旋片式真空泵兩 種。 水環(huán)式真空泵主要用于粗真空、抽氣量大的工藝過程中。這種泵結(jié)構簡單，制造容易，工作可 靠，耐久性好?？梢猿楦g性的含塵氣體及氣水混合物，適合 于木材干燥使用。為保證干燥所需的 真空度，最好采用雙極泵。 旋片式真空泵是油封機械真空泵的一種。這種泵可達到真空度很高，雙極泵的極限樁孔為 0. 067P&若泵前設置適當冷凝器，可取得較好的式樣效果。 3）、加熱系統(tǒng) 三種不同類型的真空干燥機，其主要區(qū)別在于加熱方式不同，一種是對流加 熱；另一種是傳 導加熱（即接觸加熱）；第三章是高頻電介質(zhì)加熱。 （1）對流加熱真空干燥機 利用熱空

8、氣做干燥介質(zhì)，用對流的方式加熱和 干燥木材。在干燥 過程中，對干燥筒交替的進行常壓加熱一真空干燥一恢復常壓加熱，如此周期循環(huán)。故也叫間歇加 熱真空干燥機。 a. 熱水加熱真空干燥機：圓柱形的干燥筒為三層結(jié)構（圖）。從外至內(nèi)為保溫層（厚 50100mm）、熱水層（提供干燥木材所需要的熱量，外幣為厚的筒壁）和流動空氣層。 筒一側(cè)沿長度方向有24臺軸流通風機，驅(qū)動空氣水 平、橫向流過材堆。另一側(cè)有與筒體等長的 風嘴，噴射空氣橫向流過材堆。風嘴 可周期地上下擺動，以保證空氣在高度上均勻流過材堆。 b. 電熱或蒸汽加熱真空干燥機：這種干燥機的筒體內(nèi)沿筒長分析也裝有24臺軸流通風機。 還裝有電熱或蒸汽加熱

9、管。風機和加熱管的布置有兩種方案：風機安裝在材堆一側(cè)，加熱管裝 在另一側(cè)（圖）。筒內(nèi)氣流為水平一橫向循環(huán)，其結(jié)構類似以側(cè)向通風干燥室。風機和加熱管 安裝在材堆下部，氣流為垂直一橫向循環(huán)（圖）。后者氣流分布比較均勻。 （2）接觸加熱真空干燥機被干燥的木材一層層地堆積在加熱板之間，與 加熱板直接接觸（圖）其形狀如多層熱壓機。加熱板為空心鋁板，以便載熱體流 過。載熱體常用熱 水，也可以用蒸汽或熱油。加熱板通過軟管與加熱總管連接。，既可用單獨設置的小型熱水或蒸 汽鍋爐供熱，也可由全廠的蒸汽鍋爐集中供熱。 國外也有用電熱毯代替加熱板對木材加熱的。電熱毯由多層鋁箔在塑料中層 壓而成，由電阻 絲加熱。 這種

10、干燥機中的木材與加熱板直接接觸，進行傳導加熱（也叫接觸加熱）。在整個干燥過程 中，干燥筒內(nèi)都保持一定的真空度，通常絕對壓力不大于93X IO1 Pa,故也稱為連續(xù)式真空干燥機。其溫度調(diào)節(jié)簡單，只需控制載熱體的流量即可。 從木材中蒸發(fā)出來的水蒸汽在干燥筒內(nèi)的冷卻板表面冷凝。并沿垂直的冷卻板流向筒底，然 后通過水管排除干燥筒。冷卻板中流動的漏水吸收量水蒸汽的熱量，溫度升高，再流至筒外的翹片 管散熱器，用風機冷卻后，再劉熱冷卻板循環(huán) 使用。 （3）高頻電流加熱真空干燥機 這種干燥機具有長方體的密封干燥筒，一端有門。橫斷 面尺寸為1.5mx 1.5m,長約25飛5m。由鋼板或不銹鋼班焊成。筒體外壁橫向

11、焊有很多加強筋。筒 體內(nèi)裝有三塊等面積的極板。上下兩塊極板接地，中間一塊接高頻電源（圖）。極板寬度約lm,長 約2. 5m,兩塊極板間距約560mmo木料密實地堆積在兩塊極板之間。中間及底部的極板可移動，并 兼作堆放木料的平臺使用。高頻電能從中間極板輸入到木料中。同時干燥機內(nèi)抽真空，抽到2666 Pa （20mmHg）的絕對壓力。 （4）、冷卻系統(tǒng) 通常真空泵對被抽氣體的溫度有一定的限制，一般不超過40Co因此從干 燥機中抽出的空氣和水蒸汽在進入真空泵前，先要通過冷凝器降溫。 冷卻器由饒片鋼管放置在冷卻水箱中組成。高溫空氣和水蒸汽從鋼管中流過時，受到管外冷 水的冷卻，從而使溫度下降到真空泵允許

12、的范圍。 （5）、控制系統(tǒng) 真空干燥過程中須控制介質(zhì)及木材中心溫度、干燥機內(nèi)真空度等參數(shù)。 1）介質(zhì)及木材中心溫度的控制在干燥機內(nèi)及木材中心分別安裝放熱電偶（或熱電阻）溫 度計，測量機內(nèi)及木材中心的溫度。并與帶電接點的動圈式溫度 指示調(diào)節(jié)儀相連接。當溫度達到規(guī)定值時，即停止對木材加熱。 2）干燥機內(nèi)真空度的控制干燥機頂部裝有電接點真空表，并與真空表串聯(lián)。真空表的 上、下限位指針可控制真空泵的工作。當真空度達到規(guī)定的上限值 時，真空表發(fā)出訊號，切斷真空 泵電源；當真空度降低到下限值時，真空表又發(fā)出訊號接通真空泵的電源。從而控制干燥機的真空 度。 學習引導問題 請同學們認真閱讀知識準備內(nèi)容，獨立完

13、成以下引導問題 1.真空干燥設備分為（）、（ ）兩種類型。 2真空干燥的加熱方式是（）、（ ）、（ ）等。 3真空干燥設備由（）、（）、 / ）和（ ）組成。 4真空系統(tǒng)包括（）、（）和（ ）等，英中最主要的是真 空泵 任務實施步驟 1按照任務布置一學生個人準備一組內(nèi)討論、 檢查一展示成果、 問題指導評 價一組內(nèi)討論、修改方案一第二次展示一評價一問題指導一評價、驗收一師生共同歸納總結(jié)一新任 務布置等程序完成本項目學習。 2. 進行本任務前須完成引導問題的回答。 3. 熟悉真空干燥的分類，根據(jù)設備分類方法確定完成本任務使用的干燥設備的類型。 首先熟悉室干結(jié)構和設備的特點、性能，干燥質(zhì)量好，干燥周

14、期短，干燥條件是否可以靈 活調(diào)節(jié)，可以干到比氣干程度低任何最終含水率，裝卸和搬運作業(yè) 集中，便于實現(xiàn)機械化和 自動化。缺點是設備和工藝較氣干復雜，投資較多，成本較高。氣干和室干屬于傳統(tǒng)干燥方 法，一般稱為常規(guī)干燥。 其次要了解木材干燥室的主要設備有供熱設備、調(diào)濕設備、氣流循環(huán)設木材 運載與裝卸設 備。為了正確使用這些設備，必須了解和掌握它們的類型、結(jié)構特 點幾性能。 最后根據(jù)室干的結(jié)構和設備和真空干燥的設備進行比較殼體、加熱設備、通 風設備，控制系統(tǒng)、進排氣裝置進行比較，分析各自的相同和不相同的結(jié)構和設備。進行合理 的選擇設備。 總之，干燥設備合理，結(jié)構簡單，可靠性就大，運用就合理。 成果展示

15、 1常規(guī)干燥和真空干燥結(jié)構、特點、性能的區(qū)別 2.常規(guī)干燥和真空干燥工作原理的區(qū)別 3常規(guī)干燥和真空干燥加熱方式的區(qū)別 4、間歇真空干燥設備的結(jié)構、特點 總結(jié)評價 在本任務的學習過程中，同學們要能熟練掌握木材真空干燥設備、結(jié)構的特點、性能維 護，能根據(jù)木材的性質(zhì)和特性，合理選擇干燥設備。 課內(nèi)項目學生自評考核表（滿分40分） 任務編號：項目組：學號：姓名： 考核內(nèi)容 分值與標準 分值 自評分 課堂出勤 滿分5分 出勤 5 未出勤 0 參與程度 滿分5分 在任務執(zhí)行過程中態(tài)度積極，占主導地位 45 在任務執(zhí)行過程中態(tài)度積極，配合程度較好 2-3 在任務執(zhí)行過程中態(tài)度被動，指派任務時配合程度低 1

16、 不參與任務的執(zhí)行 0 按時完成 滿分5分 能夠精誠合作，盡職盡責，顧全大局，按時完成任務 5 分工不夠明確，沒有按時完成工作 1-4 代表發(fā)言 滿分5分 代表發(fā)言 語言表達清晰，闡述簡潔明了，有禮貌 5 語言較清晰，闡述較明了，儀態(tài)較自然 3-4 未作為代表發(fā)言 0 成果質(zhì)量 基準編制 滿分10 分 編制合理，付合規(guī)程，與技術標準無差異 10 與規(guī)程比較有2處或2處以內(nèi)以內(nèi)問題 6-8 與規(guī)程比較有兩處以上問題 2-4 元全錯誤或未元成 0 信息處理 滿分5分 快速定位信息位置，準確查找相關信息，分析歸納完整 5 在教師或組員提示下能找到相關信息，分析歸納不完整 2-4 對任務無所適從，不能

17、解決問題 0 創(chuàng)新思維 滿分5分 創(chuàng)新意識強，思維開闊，知識鏈接豐富 45 有一疋創(chuàng)新意識，思維較開闊，有較豐富的知識鏈接 1-3 缺Z新意,完全依賴課本 0 合計 鞏固訓練 1、真空干燥設備和常規(guī)干燥設備能否干燥易干燥的針葉材，為什么呢? 2、如何來選擇間歇真空干燥，還是連續(xù)真空干燥 拓展提咼 微波真空干燥干燥窯 微波木材真空干燥窯可以縮短木材的干燥周期，提升木材的質(zhì)量，也就是說 可以增強自身的競爭力。木材的干燥得注重考慮干燥過程中的開裂、變形、變色等問題，所以 威雅斯公司通過多年不斷的研發(fā)、實踐、改進，生產(chǎn)也一代又一代 的微波木材真空干燥設備。 木材的真空干燥是在真空且低于大氣壓力的條件下

18、，進行干燥的方法。真空條件下，水的 沸點降低，蒸發(fā)速度加快，從而可在較低的溫度下加快木材的干燥速度。木材內(nèi)部的水分不斷 地向表面移動，其蒸發(fā)速度比木材內(nèi)部水分移動的速度快得多。 由于真空條件下空氣對流傳熱難以進行，只有依靠熱傳導的方式給物料提供 熱能。常規(guī)真 空干燥方法熱的傳導速度很緩慢、效率低，并且溫度控制難度大，被加熱物料還會產(chǎn)生內(nèi)外溫 差。微波加熱是一種輻射加熱，是微波與物體直接發(fā)生作用，使其里外同時被加熱，無須通過對 流或傳導來傳遞熱量，所以加熱速度快，干燥效率高，干燥質(zhì)量高。 所以說，微波木材真空干燥窯是木材加工行業(yè)應用的一款優(yōu)質(zhì)的真空微波干 燥設備。 任務4. 2木材真空干燥工藝

19、工作任務 任務提出 首先根據(jù)含水率干燥基準表查找常見闊葉材干燥基準編號并準確定位木材 真空干燥基準，綜合考慮木材特性、生產(chǎn)用途、干燥設備等因素，確定25mm厚 番龍眼板材、60mn厚水冬瓜板材、50mn厚槻木板材、55mn厚柞木板材等常見家 具用材的干燥 基準。常見難干闊葉材真空干燥干燥的缺陷， 工作情景 釆用學生動手操作，教師引導的學生主體、項目化教學方法，以分組形式完 成課堂教學， 首先教師以50mn南樺板材為例，把西南樺常規(guī)干燥質(zhì)量過程進行逐步分析，學生根據(jù)教師分 析和完成，提出問題。老師進行總結(jié)和講評。材料及工具 教材、筆記本、筆、多媒體設備等 知識準備 木材真空干燥工藝 1、間歇真空

20、干燥準備 采用此法干燥木材時，先在常壓下對木材進行對流加熱，加熱過程與常規(guī)干燥的預熱階段 相似，原則是使木材在既不變干又不增濕的條件下熱透。因此，有 時要向干燥筒內(nèi)鋪設蒸汽，以提高介質(zhì)的相對濕度。加熱階段干燥機內(nèi)風機運轉(zhuǎn)。待木材中心 加熱到一定溫度（通常比預定的空氣溫度低815C ）時，即停止加 熱，并保持該溫度一段時間，再抽真空。 抽真空階段才是真正的干燥階段。此時停止加熱，風機也停止轉(zhuǎn)動。抽真空 時，木材表面 水分劇烈蒸發(fā)。因此，必須控制抽真空的速度，以防止木材開裂。真空階段時間長短，根據(jù)木 料厚度確定。國外經(jīng)驗，木料每厚1mm,抽真空時 間為Imino如木料厚50mm,每次抽真空時間為5

21、0 min。如此間歇加熱和抽真 空，反復循環(huán)， 直至木料的含水率符合要求為止。 1.1、間歇真空干燥的控制 間歇真空干燥機的控制可分為三類，溫度控制，計時器控制和電子自動控制。一般也分為 預熱、干燥和調(diào)濕三個階段。 1）預熱階段的控制采用手動控制法時，一般都顯示出預熱溫度和時間 的給定值。預熱時間應以木材的樹種及初含水率而異，預熱時間應為每厘米材厚1-2小時，為 了防止木材提前干燥，應設增濕裝置。采用電子控制系統(tǒng)時，只需確定干燥室中含水率檢驗片 的平衡含水率值，即控制空氣的相對濕度，使之與被干燥木材相適應。采用時間控制法時， 原則和前面的相同。 2）干燥階段的控制不管采用那一種控制方法，間歇真

22、空干燥均分兩步進行，首 先是加熱（貯存熱能），然后是抽真空（排濕） （1）溫度控制法先說加熱階段的控制，在待干木材上，距端面30cm以上的地方鉆一 小孔。小孔深度為材厚的一半。其內(nèi)放置溫度計，以連續(xù)測定木材的溫 度，涉及溫度控制的參 數(shù)有：第一是木材中心要達到的溫度的極限值；第二是干 燥室內(nèi)空氣的溫度；第三是溫度控 制的溫差。 Q）計時器控制法：計時器控制法和前一種控制方法相似。但加熱的時間不 是根據(jù)木材 內(nèi)部的溫度，而是由計時器控制的。只要根據(jù)經(jīng)驗在計時器上顯示出加熱時間的給定值就行 了。加熱時間長短因木材厚度而異，一般為1小時（如板 厚27mr） i至2小日寸（如板厚 60mr） i 這種

23、控制方法對經(jīng)驗的依賴性較強，但比較簡單。它和由計時器控制壓縮機 運轉(zhuǎn)或關停 的除濕干燥的控制方法差不多 采用前面講的兩種控制方法時，都在木材干燥的整個過程中，不斷提高干燥室內(nèi)的空氣和 木材內(nèi)部溫度，使木材木材內(nèi)部和空氣的溫差保持在基準表內(nèi)的規(guī)定的數(shù)值。 （3）電子自動控制法：采用這種方法時先確定兩個溫度 值t 1和I t 2，t】用于 干燥的第一階段，即木材含水率到達纖維飽和點之前的干燥，t2用于第二階段，即到達纖維飽 和點之后的木材干燥。其次，要確定木材內(nèi)部和空氣介質(zhì)的溫差 to這溫差應隨隨木材的樹種和厚度而變化，一般為 8C-16 C. 只要木材溫度未達到t空-t的值，加熱階段就能繼續(xù)下去

24、。一旦達到這一數(shù)值，就停止加 熱階段而開始抽真空。只要木材內(nèi)部溫度沒有達到預定得下限值（下限值因情況而異，一般為 45C或50C ）,就繼續(xù)保持真空狀態(tài)，達到該下限值 時，即開始新的加熱階段。 3）終了調(diào)濕處理階段 當木料含水率達到要求后，在常壓和風機運轉(zhuǎn)的條件下，對木材進行調(diào)濕處理。此時，介 質(zhì)溫度應比干燥結(jié)束時的溫度低68C。并向干燥筒內(nèi)噴蒸，以提高木材的平衡含水率。處理 時間依木料厚度而異，一般為824小時。 綜上所述，提出我國工業(yè)用針、闊葉樹材的間歇真空干燥基準如下： 表4-1木材間歇真空干燥基準表 基準號 1 2 3 4 介質(zhì)溫度C） 90-95 8590 8085 7580 木料中

25、心溫度C） 82 7375 72 6365 真空度(Pa) 9. 3 X 101234 9. 3X 10 9. 3 X 10 9. 3X 10 減壓時間(min) 30 50 40 70 說明：1號基準適用于厚度30mm以下的針葉樹材；2號基準適用于厚度50mm左右的針葉樹材；3號基準適用于厚度30mm以下的闊 葉樹材；4 號基準適用于厚度 50mm 左右的闊葉樹材 。 2、連續(xù)真空干燥的控制 連續(xù)真空干燥過程分為三個階段：預熱階段、真空干燥階段和終了調(diào)濕階段 表4-2連續(xù)真空干燥的溫度基準表 第一組 第二組 、厚度(mm) 木材含水率 (“) 2035 3555 55 厚度(mm) 木材含水

26、率(%) 2035 3555 55 溫度rc) 溫度(C) 溫度(C) 溫度(C) 溫度(C) 溫度(C) 60 70 60 55 60 60 55 50 6040 73 64 59 6040 64 59 54 4025 76 68 63 4025 68 63 58 2510 80 72 67 2510 72 67 62 第三組 第四組 厚度(mm) 2035 3555 55 、厚度(mm) 2035 3555 55 木材含水率)、 溫度(C) 溫度(C) 溫度(C) 木材含水率(” 溫度(C) 溫度(C) 溫度(C) 60 50 45 40 60 40 35 30 6040 55 50 45

27、 6040 47 42 36 4025 60 55 50 4025 54 49 42 2510 66 61 56 2510 60 55 48 說明：第一組樹種一松、杉、冷杉、云杉、楊木等；第二組樹種一棺木、樺木、山核桃、桃花心木、歐洲榆等；第三組樹種一楸 木、柚木、紅柳桜、楝樹白蠟樹、鉛筆柏、核桃木等；第四組樹種一烏木、鐵木、棟木等。 在干燥過程中，依木材的樹種、厚度和含水率階段不同，釆用不同的干燥溫 度(一般 1預熱階段被干燥的木料裝入干燥筒后，預熱時間長短決定于待干木材 的人厚度及其特性。加熱板性能好，預熱時間稍短一些。干燥厚度在50mm以下的硬質(zhì)材時可定 為每厘米厚2小時，厚50mm以上

28、的硬質(zhì)材，每厘米厚2. 5小時。干燥半硬質(zhì)材和軟質(zhì)材時， 預熱時間應為每厘米材厚15-2小時。預熱階段的窯 溫由木材初含水率而定。一般應比干燥階段的初始含水率低于5 C左右，在預熱 階段，一般不啟動真空泵。 2干燥階段預熱后轉(zhuǎn)入木料的干燥階段。干燥階段主要控制干燥機內(nèi)的真空度干燥溫 度。 因為是連續(xù)真空干燥，所以干燥機內(nèi)始終維持一定的真空度，通常為86 44 x 10 3X 10 Pa- 指流入加熱板的熱水溫度），國外根據(jù)木材易開裂和變形的程度分為四組，每組再按不同的木 材厚度分為三檔，每檔的木材按不同的含水率階段逐步升高干燥溫度，檢表4-2o 表4-2列出的干燥溫度均偏低（干燥溫度偏低是西歐

29、木材干燥工藝的特點，可以根據(jù)本 單位的生產(chǎn)實踐，適當提高干燥溫度。 3）終了調(diào)濕處理階段用接觸加熱的方法干燥木材時，木材的終了含水率 均勻性較差。因此，干燥階段結(jié)束后，一般要進行終了調(diào)濕處理。 處理時關閉真空泵，丙停止加熱。將木材密封在干燥機中“悶放”若干小時。這時木 材中心的水分繼續(xù)向外移動。有助于使木材終了含水率趨于均勻。 3真空干燥法的優(yōu)缺點及其應用 1、兩種真空干燥法的比較 從以下幾方面對間歇真空和連續(xù)真空干燥法進行比較： 1）設備結(jié)構和投資連續(xù)真空干燥機有多層加熱板，結(jié)構較復雜，設備投 資約比間歇式多40%左右。 2）設備操作 連續(xù)式真空干燥機裝卸木料時，需要吊裝一層層加熱板，還要通

30、過很多軟 管把每層加熱板與總管連接起來，故木料裝卸比間歇式麻煩和費時。另外，連續(xù)式真空干燥的 木料系接觸加熱，為了提高加熱效果，木料通常要 進行預刨處理，以保證厚度均勻，這將耗 費工時。而間歇真空干燥的木料不需要預刨處理。 3）干燥均勻性連續(xù)真空干燥時，木料表面與熱板接觸加熱，木料表層含水率低于心層。 此外，材堆頂部的兩三層木料，由于缺乏壓緊力，木料與熱板接觸不緊密。致使頂部幾層木料 干燥后的終含水率比材堆其它部位的高。因此，連 續(xù)真空干燥的木料終含水率均勻性不如間歇 式的好。 4）能量消耗 在連續(xù)式真空干燥機中，木材中蒸發(fā)出來的水蒸汽碰到冷卻 板后，被冷凝成 水排出機外。而且干燥筒內(nèi)始終保持

31、一定的真空度，只有真空度不夠時，真空泵才往外抽 氣。因此，熱能消耗及真空泵的電能消耗較少。例如干燥棟木中厚板時，平均單位 能 耗為：耗熱量54438374kJ/kg水 （13002000kcal/kg水）,電耗為0.150. 20kWh/kg水。與常規(guī)干燥的能耗相當。間 歇式真 空時，需要對木材間歇常壓加熱（把冷空氣放入機內(nèi)），又間歇抽真空（把 熱空氣和熱蒸 汽抽出）,故能耗較大。干燥棟木中厚板時，平均單位能耗為：耗 熱量月為8400kJ/kg 電 耗為 0. 7氣）.9kWh/kg 水。 2、真空干燥法的節(jié)能措施 綜上所述，間歇真空干燥法有許多優(yōu)點，但能耗較大。如果從干燥機內(nèi)抽出的廢氣熱 量

32、能回收利用，則可大大的減少能耗。為此，國外采用帶有回收裝置的雙連真空干燥機。 這個干燥系統(tǒng)由相同的干燥筒組成，其結(jié)構與間歇真空干燥機相同，由一臺熱水鍋爐供 熱。在干燥過程中交替對兩臺干燥機加熱和抽真空，即一臺干燥機加 熱時，另一臺正在抽真 空。干燥筒A加熱后，轉(zhuǎn)入干燥階段，這時打開連接兩只干燥筒的管道閥門，使兩筒直接相 通。干燥筒A中的水蒸汽和熱空氣通過管 道流入筒B,直至兩筒的壓力相等為止。接著繼續(xù)向 筒B中輸送空氣或蒸汽。 而筒A中剩下的水蒸汽和熱空氣則用真空泵抽入熱交換器。另一只干燥筒熱水層中的水也被送 入熱交換器，回收由于水蒸汽冷凝及真空泵機械運動而產(chǎn)生的熱 量，然后再輸入熱水鍋爐。接

33、 著筒A開始加熱，而筒B抽真空，如此反復循環(huán)。這樣，從干燥筒中抽出的廢氣熱量不是直接 排入大氣，而是被另一只干燥筒回收 利用了。因此，可以節(jié)約5060%的熱能，單位熱能消耗 只有 3300 kj/kg 水(800 kcal/kg 水)。 另外，為了減少干燥機的熱損失，最好將干燥機安裝在廠房內(nèi)。 3、真空干燥法的優(yōu)缺點 1) 優(yōu)點 (1) 干燥速度快 對有些樹種的木材，縮短干燥周期的幅度相當大。從快 速干燥這一點 來看，真空干燥可和高溫干燥相媲美。由于降低了壓力就降低了水的沸點，真空干燥可在沒 有高溫的條件下達到高溫干燥的速度。不但干燥周 期短，干燥缺陷也較輕。 (2) 初含水率很高的厚板，干燥

34、質(zhì)量好特別是干燥硬闊葉木樹材厚板或方材時，用常 規(guī)干燥很難保證質(zhì)量，或為了保證質(zhì)量則需很長的干燥時間，而用 真空干燥比較容易解決問 題。但若用接觸加熱真空干燥，木材的終含水率不夠均 勻，這時最好用間歇真空干燥。 真空干燥由于干燥時間短，干燥溫度不夠高，故干燥出的木材基本上能保持 木材的天然顏 色和強度。 (3) 干燥機容量不大，干燥周期短，故靈活性較好。 2) 缺點 (1) 干燥室容積小，生產(chǎn)能力低。 (2) 干燥設備及干燥過程的控制較為復雜。 (3) 整個材堆的木材終含水率不太均勻。 任務實施要求 1. 引導問題由個人課下獨立完成，課堂上以小組形式共同完成學習任務，認 真討論，共 同確定25

35、mn番龍眼板材、65mn厚水水冬瓜板材、50mn厚檢木板材、53mm厚柞木板材等常見家 具用材的干燥基準，及時發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。 2. 組長真正起到組織作用，組員要有通力協(xié)作、盡職盡責、顧全大局。 3. 互相尊重，互相學習，勤于溝通交流，匯報語言組織流暢。 4做好記錄，善于總結(jié)，學會自我管理，保護學習環(huán)境。 5.拓展知識每人課下自行獨立完成，將學習成果上傳至班級郵箱。 學習引導問題 請同學們認真閱讀知識準備內(nèi)容，獨立完成以下引導問題 1 干燥過程可（）控制，也可以（ 2 連續(xù)真空干燥的預熱階段一般不啟動（ 3、間歇真空干燥的控制方法分為（ （）三種方法。 4. 是非判斷 真空干燥可

36、分為三個階段（）、（ ）、（ ）, ）控制。 ）O ）、（ ）、 （1）基準越硬，木材干燥速度越快； （2）連續(xù)真空干燥木材應力比間歇干燥應力小些； （3）木材調(diào)濕在常壓、通風條件下進行； （4）對一種木材合適的基準，用于相同厚度的其它樹種木材干燥時一定也適用 任務實施步驟 1. 按照任務布置-學生個人準備一組內(nèi)討論、檢查一展示成果、問題指導評 價一組內(nèi)討 論、修改方案一第二次展示一評價一問題指導一評價、驗收一師生共同歸納總結(jié)一新任務布置 等程序完成本項目學習。 2. 進行本任務前須完成引導問題的回答。 3. 熟悉干燥基準的分類，根據(jù)基準分類方法確定完成本任務使用的干燥基準的類型。 對于新建干

37、燥室或在干燥未曾干過的鋸材時，首先要確定干燥基準。一般首 先從有關基準 中選用，若不能選到合適的基準就要制訂。 合理的干燥基準應在保證干燥質(zhì)量的前提下，最大限度縮短干燥周期，降低 干燥成本。 選擇基準，首先要確定基準的類型。如前所述，含水率基準通用性強，便于使用過程中隨時修 定，干燥質(zhì)量容易保證，以此為基礎可以制訂其它干燥基 準。因此，一般先選含水率基準。 在使用過程中通過總結(jié)經(jīng)驗，熟悉木材的干燥特性和設備性能，如果必要，再過渡到時間基 準等其它基準上來。但如果對其它 干燥基準有使用經(jīng)驗，也可直接選用。 表4-1、4-2分別列出了部分含水率干燥基準基，可供參考選丿IJ。這幾種基準從軟到硬 自成

38、系列，并有其相應的選用表。 基準選擇的主要依據(jù)是鋸材樹種和厚度，其次要考慮其用途和干燥質(zhì)量要求。對質(zhì)量要求 較高的鋸材，可選擇適中或偏軟的基準。反之選擇偏硬基準。當不同樹種、不同厚度、不同含 水率同在一起干燥時，要按難干樹種、較厚或含水率較高的鋸材選擇基準。 選用中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標準LY/T1068-92鋸材窯干工藝規(guī)程設立的含水率干燥 基準俵4-2和4-2 ）時應注意以下問題： （1 ）當鋸材的初含水率高于80%時，基準第1、2階段的含水率分別改為50%以上和 50%- 30%初含水率高于120%寸，基準第1、2、3階段含水率應分別改 為60%以上、60%-40% 40%- 25% (

39、2) 選用表中有*號者，表示需要進行中間熱濕處理。 (3) 若鋸材厚度不是基準表中規(guī)定的厚度，可采用相近厚度的基準。例如 當材厚為20mm寸，如干燥質(zhì)量要求較高，可用材厚25mm勺基準；若干燥質(zhì)量要求不太高，可 用材岸15mm勺基準。 (4) 對于風速lm/s以下的強制循環(huán)干燥室，采用該系列基準時，干濕球溫 度差均應增 加rco (5) 干燥半干材時，先要充分預熱(工藝要求見預熱處理)，再緩慢過渡到相應的含水率 干燥階段。 (6) 無噴蒸設備的干燥室，為確?；鶞手械母蓾袂驕囟炔睿瑧m當降低干 球溫度。 (7) 基準表中所列參數(shù)均以材堆進風側(cè)的介質(zhì)狀態(tài)參數(shù)為準。若干濕球溫度計不在材堆 進風側(cè)，則

40、干燥基準參數(shù)必須依據(jù)實際情況進行修正，介質(zhì)進出材 堆的溫度差一般為2 8C,干濕球溫度差將會降低14C。實際差與材堆寬度、氣流速度大小和木材含水率高低等因 素有關，若材堆較寬，氣流速度較小，木材含水率較高，介質(zhì)穿過材堆后的溫度將有較大的 下降。濕度將有較大的提高。 (8) 木材干燥特性的多變性和干燥設備的多樣性對干燥工藝都有影響。例 如，同一樹種 的不同“亞種”、不同產(chǎn)地甚至同一株樹的不同部位，干燥特性都不盡相同；另外不同干燥 室因溫濕度計安放的位置、材堆寬度、氣流速度的大小及其分布均勻度等的不同，使儀表檢 測的介質(zhì)狀態(tài)參數(shù)與材堆中的真實狀態(tài)或多或少有些差異，甚至差別較大。因此，干燥基準不 能

41、生搬硬套，首次選用時，操 作要多加小心，注意總結(jié)經(jīng)驗并加以修正。 4. 根據(jù)干燥基準表查找常見針葉材及闊葉材干燥基準編號并準確定位木材干燥基準。 在此過程中，首先選擇目前干燥生產(chǎn)最常用的含水率干燥基準查找表4-1 4-2得到 25mn厚番龍眼板材、60mn厚西南樺板材、50mn厚槻木板材、53mn厚 柞木板材的基準號，若被 干板材厚度非基準表中規(guī)格木材厚度，可選擇相近厚度木材基準號。 5. 確定基準后，根據(jù)木材特性、生產(chǎn)用途、干燥設備等因素針對基準的軟硬 程度進 行調(diào)整。 (1)干燥基準軟硬度的調(diào)整 所謂干燥基準的軟硬，是指按干燥基準控制干燥介質(zhì)時，木材蒸發(fā)水分的強度。強度高 者為硬基準，低者

42、為軟基準。顯然，干燥介質(zhì)的溫度越高，相對濕度 越低，水分蒸發(fā)的強度越 高，基準越硬；反之，水分蒸發(fā)的強度越低，基準越軟。 基準的軟硬關系到木材的干燥質(zhì)量和干燥成本。因此選用必須適當。過硬，容易產(chǎn)生干燥 缺陷；過軟，干燥周期太長，費用增加。 基準的軟硬是相對的。不能孤立地說哪一個基準是軟基準或硬基準，只能相 對某一使用 條件或另一基準是偏軟或偏硬。同一基準，對于較薄的針葉樹材適用 時，對于較厚的硬闊葉樹 材可能偏硬，易損傷木材；對重要用途木材可能過硬的基準，對普通用途的木材可能較軟。 基準軟硬度和干燥室結(jié)構及室型也有關，同一基準，在自然循環(huán)干燥室或循環(huán)風速較小的強制 循環(huán)干燥室使用可能太軟（因為

43、氣流速度低，木材表面水分蒸發(fā)緩慢），而在風速較大的強 制循環(huán)干燥室可能偏硬。 （2）干燥基準的修訂新基準的制訂方法有多種，如比較法、圖表法、分析法、百度法 等。后兩種一般在實驗室進行。在此僅就比較法和圖表法介紹如下： 比較法 所謂比較法指以材性和干燥特性相近樹種的已知干燥基準作為參考基準，通 過試驗修正 的方法制訂新樹種的干燥基準。其制訂步驟如下： 了解新樹種木材，具體包括木材的基本密度、弦徑向收縮系數(shù)及其比率、木 材的構造 特征（如木射線的粗細及數(shù)量，細胞形態(tài)、細胞壁的厚薄及紋孔分布情 況）等。 在已知干燥基準的木材樹種中選擇與新樹種的材性和干燥特性相近的樹種。將選定的參考 基準按新樹種的實

44、際條件進行適當?shù)恼{(diào)整。 用擬定基準進行試干燥，并詳細檢測和記錄干燥過程中含水率及應力指標的變化及終了各 項質(zhì)量指標。 分析檢測結(jié)果，適當修正擬定基準，再次進行試干燥和檢測，直到基準基本合理。 如果用小型試驗設備，試材數(shù)量較少時，可使擬定基準略偏硬，根據(jù)干燥質(zhì) 量情況再由硬 到軟逐步調(diào)整，直到滿意為止。若試驗在生產(chǎn)性干燥室中進行，為 防止損失，擬定基準應由軟 到硬逐步修正。 比較法是目前制訂干燥基準最常用的方法。相比其它方法而言，容易掌握，制訂的基準較 為實用可靠。 表4-3干燥溫度推薦表 樹種 最初溫度C 木材含水率在纖維飽和點以下的最高 棟木 40 溫度50 c 棟木、黃楊、桜樹 40 60

45、 棟木 40 80 巴西松 50 70 黑胡桃 50 80 山毛樺、雞撲械、山核桃 60 80 樺木、落葉松、松木 70 80 黃杉屬、松木 70 90 冷杉、云杉、松木 100 120 例:干燥50mm厚的西南樺板材，初含水率50%終含水率8%試用圖表 法確定其干燥基 準。 解:確定干燥溫度：由表4-3查得，樺木最初溫度為70C,最高溫為80C；考慮到板 材的厚度和干燥質(zhì)量，將樺木最初溫度為60C,最高溫為70Co 確定干燥條件：樺木屬中等硬度散孔闊葉樹材，干燥特性略好，干 燥速度可以稍快，因此，木材含水率在纖維飽和點以上，取EMC=16%劃分階段：木材含水率 在纖維飽和點以上為一階段，纖維

46、飽和點以下，含水率每 降5%為一階段； 根據(jù)階段含水率確定干濕球溫； 確定相對濕度和濕球溫度：木材含水率在纖維飽和點以上，根據(jù)平 衡含水率16%干球溫度70T查表4-3知，干濕球溫度差為3C,濕球溫度67C；對于纖維飽和點以 下各階段，先將干球溫度按從低到高均勻分配到各含水率階段，再通過干球溫度和平衡含水 率，用干濕球溫差控制。 所查得的干燥基準如下表所示。 含水率 干球溫度C 濕球溫度C 相對溫度 平衡含水率 干燥梯度 50 30 60 57 87 16 3. 1 1. 9 30 25 63 58 78 12 10 2.5 25 20 65 58 74 10-8 2.5 20 15 68 6

47、9 64 86 2.5 15 10 70 53 61 6 4 2.5 10 8 70 55 47 4 3. 2 2.5 我們還可根據(jù)經(jīng)驗就該法查得的基準作適當?shù)男拚?。例如，在含水?0%- 30%寸，將平衡含水率降到14%并在含水率降到20%后，將干燥梯度提高到3。這樣可加快干燥 速率而不影響干燥質(zhì)量，使基準更為合理。因為當應力（見第四節(jié)）改變方向時，應及時轉(zhuǎn)變 干燥階段。且樺木不易發(fā)生內(nèi)裂，后期可較大幅度 地提高干燥速度。 由干球溫度確定濕球溫度還可以用直接查圖方法，這種方法誤差略大，在此 不作介紹。 圖表法制訂干燥基準目前生產(chǎn)中應用不多，在使用時要注意總結(jié)經(jīng)驗。由該方法制訂的基 準在投入生

48、產(chǎn)前最好進行試用修正。 6. 每人確定基準后在小組內(nèi)進行討論宣講，最終每組確定一個最優(yōu)方案在班級內(nèi)部進 行展示。 成果展示 25mm厚紅樁含水率干燥基準 基準如下：（基準號） 1. 以多階段含水率干燥基準方法進行木材連續(xù)真空干燥基準確定 30mm厚水曲柳板材含水率干燥基準 基準如下：（基準號） 50mn厚槻木含水率干燥基準 53mm厚柞木含水率干燥基準 基準如下：（基準號 基準如下：（基準號 2. 以間歇真空干燥方法進行木材干燥干燥基準確定 25mn厚番龍眼材干燥基準 60mni 厚水冬瓜板材干燥基準 基準如下：（基準號） 基準如下：（基準號 50mn厚扌段木干燥基準 53mm水曲柳干燥基準

49、基準如下：（基準號） 基準如下：（基準號 總結(jié)評價 在本任務的學習過程中，同學們要能熟練掌握木材干燥基準的確定方法，能 對和含水率干燥基準的軟硬度進行調(diào)整，比較多種干燥基準確定方法，選擇最適 合生產(chǎn)的干燥基準，并根據(jù)樹種自身干燥特性、產(chǎn)地、訂單要求、干燥經(jīng)驗、設 備特點等因素合理確定干燥基準。 完成本任務后請同學們對自己的學習過程進行評價 課內(nèi)項目學生自評考核表（滿分40分） 任務編號：項目組：學號：姓名： 考核內(nèi)容 分值與標準 分值 自評分 課堂出勤 滿分5分 出勤 5 未出勤 0 參與程度 滿分5分 在任務執(zhí)行過程中態(tài)度積極，占主導地位 4-5 在任務執(zhí)行過程中態(tài)度積極，配合程度較好 2-

50、3 在任務執(zhí)行過程中態(tài)度被動，指派任務時配合程度低 1 不參與任務的執(zhí)行 0 按時完成 滿分5分 能夠精誠合作，盡職盡責，顧全大局，按時完成任務 5 分工不夠明確，沒有按時完成工作 1-4 代表發(fā)言 滿分5分 代表發(fā)言 語言表達清晰，闡述簡潔明了，有禮貌 5 語言較清晰，闡述較明了，儀態(tài)較自然 3-4 未作為代表發(fā)言 0 成果質(zhì)量 基準編制 滿分10 分 編制合理，付合規(guī)程，與技術標準無差異 10 與規(guī)程比較有2處或2處以內(nèi)以內(nèi)問題 6-8 與規(guī)程比較有兩處以上問題 2-4 元全錯誤或未元成 0 信息處理 滿分5分 快速定位信息位置，準確查找相關信息，分析歸納完整 5 在教師或組員提示下能找到相關信息，分析歸納不完整 2-4 對任務無所適從，不能解決問題 0 創(chuàng)新思維 滿分5分 創(chuàng)新意識強，思維開闊，知識鏈接豐富 4-5 有一疋創(chuàng)新意識，思維較開闊，有較豐富的知識鏈接 1-3 缺之新意，完全依賴課本 0 合計 鞏固訓練 60mn厚杉木家具料干燥，請確定其含水率其干燥基準 選擇干燥基準（編號：） W% 干球溫度t/ C 干濕球溫度差t EMC 本案例中，你是根據(jù)什么方法確定的木材干燥基準? 如果你是第一次進行杉木的干