木材幹燥:降低木材中的水分（含水率）的過程-中文百科頻道

簡介

木材中含有一定數量的水分。木材中水分的多少随着樹種、樹齡和砍伐季節而異。為了保證木材與木制品的質量和延長使用壽命，必須采取适當的措施使木材中的水分（含水率）降低到一定的程度。要降低木材的含水率，須提高木材的溫度，使木材中的水分蒸發和向外移動，在一定流動速度的空氣中，使水分迅速地離開木材，達到幹燥的目的。為了保證被幹木材的質量，還必須控制幹燥介質（如通常采用的濕空氣）的濕度，以獲得快速高質量地幹燥木材的效果，這個過程叫做木材幹燥。木材幹燥是保障和改善木材品質、減少木材降等損失、提高木材利用率的重要環節。同時，木材幹燥也是木質品生産過程中能耗最大的工序，在中國約占企業總能耗的60%~ 70%。因此，木材幹燥的總目标是在保證幹燥質量的前提下，探索提高幹燥速度的途徑，以減少能耗和幹燥成本。

幹燥的方法

迄今已實現工業化的常用人工木材幹燥方法包括常規幹燥、高溫幹燥、除濕幹燥、太陽能幹燥、真空幹燥、高頻幹燥、微波幹燥及煙氣幹燥等。

常規幹燥以常壓濕空氣作幹燥介質，以蒸汽、熱水、爐氣或熱油作熱源，問接加熱空氣，幹燥介質溫度在100℃以下。高溫幹燥的幹燥介質溫度在 100℃以上，其幹燥介質可以是常壓過熱蒸汽，也可以是濕空氣，但以常壓過熱蒸汽居多。常規爐氣幹燥和煙氣幹燥都配有燃燒木廢料 (或其它燃料 ) 的燃燒爐，以燃燒産生的煙氣作熱源。煙氣幹燥是爐氣幹燥的初級階段，一般指土法建造的幹燥窯，以燃料燃燒生成的煙氣直接或間接加熱幹燥木材。除濕幹燥 (又稱熱泵幹燥 )與常規幹燥的幹燥介質相同，都是濕空氣，二者區别在于空氣的降濕方式。常規幹燥空氣采用開式循環，即定期從幹燥室排出一部分濕度大的熱空氣，同時從外界吸入等量的冷空氣，故常規幹燥的換氣熱損失比較大。除濕幹燥時，濕空氣經過除濕機的制冷系統，經冷卻脫濕一加熱再回到幹燥室，進行空氣的閉式循環。濕空氣脫濕時放出的熱量，依靠制冷工質回收，有用于加熱空氣，故除濕幹燥的節能效果比較明顯，與蒸汽幹燥相比其節能率一般在 40%以上。

高頻和微波幹燥都是以濕木材作電介質，在交變電磁場的作用下使木材中的水分子高速頻繁的轉動，水分子之間發生摩擦而生熱，使木材從内到外同時加熱幹燥。這兩種幹燥方法的特點是幹燥速度快，木材内溫度場均勻，殘餘應力小，幹燥質量較好。高頻與微波幹燥的區别是前者頻率低、波長較長，透入木材的深度較深，适于幹大斷面的厚木材。微波幹燥的頻率比高頻更高(又稱超高頻 )，但波長較短，其幹燥速率比高頻大，但波的透入深度不及高頻。

木材真空幹燥時，木材内外的水蒸汽壓差增大，加快了木材内水分遷移速度，同時由于真空狀态下水的沸點低，所以可在不高的幹燥溫度 (如7O℃左右 )下達到較高的幹燥速率．因而具有幹燥周期短、幹燥應力小、幹燥質量好的特點。

木材太陽能幹燥通常是利用太陽能直接加熱空氣，依靠風機使空氣在太陽能集熱器和幹燥室材堆之間循環。一般有溫室 (暖房 )型和集熱器型兩種。前者将集熱器與幹燥室做成一體。後者則将集熱器和幹燥室作分體式布置，其容量較溫室型大，布置也靈活。太陽能幹燥由于受氣候條件限制，故常與爐氣、蒸汽、熱泵等組合成為聯合幹燥裝置。真空、高頻、微波及太陽能幹燥等所占份額均小于 3%。

新技術與工藝

(1)新技術如聲波幹燥木材、激光鑽孑L幹燥木材、加壓幹燥木材、正負交替幹燥及各種聯合幹燥等。

(2)幹燥新工藝包括近年來出現的各種速生材、難幹材的幹燥工藝的研究。

(3)汽蒸、微波及滾壓等各種預熱處理工藝。提高幹燥速度的研究。

(4)幹燥過程中的防變色 (如橡膠木、泡桐 )和脫脂 (如馬尾松 )工藝的研究。

作用

（1）提高木材和木制品使用的穩定性。木材長期暴露在空氣中會發生濕脹和幹縮現象，而木材的不均勻的濕脹幹縮，往往會引起木材開裂和變形，影響使用，造成浪費。若用濕的木材或沒有幹燥好的木材制造産品（如門窗、地闆、家具等）時，剛剛做好時好像不錯，可是經過一段時間後，随着木材的變幹就會發生門框歪斜、地闆翹曲、接榫松脫或闆面開裂等現象，造成很大的損失。生産單位若在使用前，将木材幹燥到使用要求的含水率，就可以保證木制品結構的穩定性，使之外形美觀、經久耐用。

（2）提高木材和木制零件的強度，當木材含水率低于纖維和飽和點時，木材的強度将随着木材含水率的降低而提高。經過幹燥後的木材，可以改善切削加工條件，提高木結構零件的強度、膠接強度與木制品的表面裝飾質量。木材的導熱性質與導電性質是随着它的含水率的改變而改變的，要提高木材的保溫性與絕緣性，也需要用降低含水率的辦法來減小導熱性與導電性。

（3）預防木材的貶質和腐朽。濕木材如果長時間堆放在露天空氣中，若不采取适當的措施，往往會發生腐朽或遭蟲害。當木材含水率降低到20%以下時，可大大減少菌類和害蟲的侵害與破壞。所以，一般在生産單位，把木材幹燥到含水率8-15%左右。這樣不僅保證了木材的固有性質和強度，而且也提高了木材的抗腐蝕能力。

（4）減輕木材的重量。新砍伐的木材，其含水量甚至超過了本身的重量，經過短期存放、自然幹燥後，它的含水量仍然很高。木材經過室幹後，其重量可減輕約30-50%，有利于提高車輛的運載能力。總之，經過幹燥的木材，可以保證木材制品的質量，改善木材的使用性能，延長使用年限，從而節約了木材。多年來的實踐證明，木材幹燥在生産上是不可缺少的過程，在科學上已成為專門的學科。

環境污染

自本世紀以來，中國的木材供應已經出現了重大的結構性變化，其表現為，一是工業速生材的比例逐漸加大；二是進口材的比例迅速上升。

在另一方面，作為木材加工業中的耗能大戶，木材幹燥占木材加工能耗的40-70%，而幹燥的熱效率普遍偏低，通常僅在30-40%之間；此外，幹燥過程造成的污染又常常是中國環境污染的一個重要來源，以年幹燥能力1萬立方米的蒸汽幹燥車間為例，每小時排出的有害物質約為：煙塵量約40Kg、二氧化碳1900立方米、二氧化硫45立方米，還有少量的氧化氮，這些物質是造成大氣溫室效應，酸雨和臭氧破壞的主要因素。