我国木材干燥工业现状与科技需求—科技现状
1.1 科技现状
1.1.1 主要科技成果
“八五”以来,我国木材干燥工业经历了相对快速发展的阶段,构建了一批以国家木材科技开发中心、省部级重点实验室为依托的木材干燥技术创新平台、产学研基地;先后承担了多项国家科技攻关项目、省部级重点项目以及国家自然基金项目,取得多项科研成果。
1) 除常规蒸汽干燥外,以木材加工剩余物为能源的旋风干燥、炉气间接加热干燥;热水(含高温热水)加热干燥;高效真空干燥;除湿干燥等,相互配合和补充,形成了完整的木材干燥工业体系,并在工业生产中普遍使用,以满足不同木材产品的干燥要求。
2) 制定了近百种我国重要树种木材的窑干基准,保证了锯材的干燥质量。
3) 建立了国产木材干燥设备制造工业体系。近年来新投产的一些大型木材加工企业,其生产线或主机设备常采用进口,而干燥设备多选用国产配套。说明我国常规窑干设备的总体技术性能,已接近国外先进水平,且已形成系列。
4) 在木材平衡含水率;木材中水分迁移 ;热、质传递模型;毛细管张力及木材细胞皱缩机理;木材干燥过程中的应力、应变及其规律性等木材干燥理论研究方面,均取得看一定成果,有力地提升了我国木材干燥学科在行业中的学术地位。
长期以来,我国的木材干燥技术研究紧密联系生产实际,70%以上的研究成果已在企业推广和应用,对行业的贡献率较高。据不完全统计,近10年内,木材干燥科技成果创造的产值约30亿元,为木材加工企业节约投资约50亿元,节约能源约1300万t标准煤。木材干燥技术的发展,还为我国家具、地板企业创名牌,走向国际市场,做出了重要贡献。
1.1.2 自主知识产权
我国已制定有关木材干燥的国家标准3项,林业行业标准5项。在木材干燥新技术、新工艺和新装置方面,申报专利30项,已获授权的18项,其中发明专利4项,实用新型专利14项。
1.1.3 研发成果应用
1) 清洁能源干燥,热能回收技术。以电为能源的热泵除湿干燥技术、太阳能木材干燥技术,对环境无污染,且可回收木材干燥的排气余热,是一种节能降耗的绿色感觉技术。通过校企协作,现已进行了木材热泵除湿干燥节能工艺、高温双热源除湿干燥、高温双热源除湿与太阳能组合干燥等技术的研究。在国内已广泛推广应用,并推广至俄罗斯。
2) 高效快速干燥技术。包括真空干燥,高温干燥,微波、高频干燥及热压板接触干燥等。如以负压过热蒸汽为介质、带热回收装置的高效节能真空干燥技术;高频真空干燥的机理及工艺;木材真空-浮压干燥;单板和锯材的热压干燥等。
对渗透性较好的硬阔叶树材,宜采用真空、高频真空及微波干燥,干燥效率高,质量好;对人工速成材,宜采用高温干燥或热压板接触干燥,速度快,且材面光滑平整,表面密度和强度略有提高。
3) 改进工艺,控制干燥质量。阔叶树材,如桉木、杨木的呢个,干燥过程中易产生皱缩。通过研究皱缩形成的机理与时机,提出了减少或消除木材皱缩的技术方法。有些材色浅白的阔叶树材,如枫木、白桦、泡桐等,针对其在干燥过程中易变色的缺陷,进行了变色机理、条件和防治的研究,并初获成效。
4) 干燥、改性一体化。针对杨木、杉木、马尾松等人工林木材,在加工和使用中易翘曲变形的缺陷,采用干燥、改性一体化技术,不但高质量地干燥了锯材,而且改进了材性,提高了密度、强度和平整度。如先浸渍树脂,或进行预压处理、再干燥定形的技术,提高了木材的强度和密度。
采用预浸泡或预气蒸处理,再辅以适当的干燥工艺,可使松类木材有效脱脂,从而改良木材的品质。
为提高硬阔叶树材及人工林木材的尺寸稳定性、耐候性及耐久性,对锯材、地板坯料或贴面薄木进行高温热改性,可提高其利用价值。该项技术已在国内多家木材加工企业推广应用,取得了良好的经济效益和社会效益。热该性地板已出口日本,热该性窑已出口到欧洲。
5) 木材干燥工艺智能控制技术。通过神经网络、模糊变结构等技术,控制木材干燥工艺,目前以取得实验室研究的初步成效。