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红木干燥的基本方法
2016-04-11
点击数：792
红木是一类珍贵木材的总称，该类木材主产于热带地区，质地细腻、坚硬、沉稳、色深气显，特别适合于制作具有收藏价值和经济价值的工艺雕刻品、装饰品及传统古典的高档家具，自明清以来，传统工艺制作的高档家具在中国及世界家具史上占有重要地位，并被世人誉为世界家具中的东方瑰宝。
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近年来，随着人民生活水平的提高，人们对传统红木家具的需求达到一个新的高潮，红木家具的传统加工方法是手工作坊，生产周期长，效率低。如使红木达到气干、尺寸稳定状态就需存放数年。这种生产方式根本满足不了现代化生产企业对经济利益的追求和市场对产品的需求。这就要求生产企业应采用先进的生产工艺进行大规模生产，其中红木干燥又是很多生产企业最头痛的问题。为缩短干燥红木的时间，防止木材降等，提高合格率，保证干燥质量，作者特向大家介绍一些干燥红木的常用方法。
1 红木部分物理性质和干燥特性
要较好地掌握红木的干燥技术，首先应了解一些与干燥有关的红木物理特性，按即将颁布的“红木名称”国家标准，红木分7类，即紫檀木、花梨木、黑酸枝、红酸枝、乌木、条纹乌木和鸡翅木，部分常见红木相关物理特性如表1。
从表1中可以看出：
(1)红木的密度均较大，有的密度比水的密度还大，这说明红木结构致密、强度高，但从干燥的角度看，木材组织越致密，其内部水分流动的通道就越细小，干缩率相对就大些；
(2)各类红木细胞组织内内含物较多，如含有大量的树胶、沉积物和侵填体等，内含物的存在使红木具有较高的耐腐性和耐久性，但较多的内含物往往堵塞木材的纹孔，堵塞水分流动的通道，延长了干燥时间，增加了干燥难度；
(3)多数红木树种纹理交错，轴向薄壁组织发达，这一特点赋予红木木材具有美丽多变的花纹图案，使红木类制品更具观赏性，但当木材失水变干时，就易发生开裂和变形现象。纵观红木这类木材物理特性和干燥特性，可知红木是非常难以干燥的木材。
2 常用的干燥方法
2.1 常规干燥法
常规干燥法是木材加工企业中使用最多、结构形式很多的一种干燥木材的方法。按供热方式可分为常规蒸汽干燥和常规炉气干燥，常规干燥窑窑体有砖混结构、金属结构，容积变化范围很大，装材量小的为几个立方米，大的则为几百立方米，能满足各种生产需求；因风机布置方式不同，气流循环特征也不同；按控制系统自动化程度分有手动、半自动和全自动不等；干燥工艺更是多种多样。作为红木制品生产企业，在选择这种干燥方法时应注意以下两点：
(1)结合树种、产品、产量选择窑型和设备。多数红木制品生产企业年木材加工量均不大、原材料价格高、树种杂、板材规格变化多，故选容积在20～30 m3左右的窑体、风机顶置式的为好，这样既可满足生产需要，且小窑气流循环较均匀合理，材堆内温、湿度差异小。
(2)结合树种、木材规格合理选择干燥工艺。通常选含水率基准作窑干基准，使工艺更具灵活性、针对性，干燥时温度一般以低温为主，如干燥50 mm厚的花梨木初始温度在40～50℃ ，后期温度在60～80℃。另外在进窑干燥前，可对红木进行一些预处理，如汽蒸、水煮处理，清除木材细胞内的部分内含物，使水流通道更畅，以保证干燥质量，加快干燥速度，还可使红木色泽更深些。也可先进行预干处理，将初含水率降低到纤维饱和点以下，避免在高含水率阶段出现的各种干燥缺陷。常规干燥备投资少，干燥量大，生产能力强，技术成熟。
笔者根据生产经验，提供部分红木常规窑干含水率干燥基准(见表2)，供生产单位参考。
2.2 真空干燥法
真空干燥法在国内外应用也相当多。真空干燥分间歇真空、连续真空和高频真空3种方式。通常第一种干燥法应用较多，其介质与木材热交换的原理与常规窑干法相同。真空窑窑体是圆柱体金属结构，抗压、密封性好。真空干燥法有以下优点：
(1)在真空条件下可加快木材内部水分移动速度；
(2)降低水的沸点；
(3)在间隙真空条件下木材表面温度低内部温度高，加快了木材内部水分向表面移动的速度。
因此，在真空条件下可用较低的温度干燥红木，如干燥50 mm厚的乌木，通常初始温度为40℃左右，终了温度为60℃左右，这样可避免出现内裂、皱缩等干燥缺陷。用真空干燥法干燥硬阔叶材，不仅干燥速度快、时间短，而且干燥质量好，用其干燥红木优点更显。
2.3 微波干燥法
这种干燥方法的心脏设备是产生微波的电子管———微波管，干燥原理是在电磁场内极化水分，并使水分子旋转、磨擦，产生热量加热木材。由于热量不是从木材外部传入，是在被干木材内部直接发生的，沿木料整个厚度同时热透，而且热透所需时间与木料厚度无关。用微波加热木材升温速度快，在干燥过程中温度梯度和含水率梯度方向一致，大大地加快了水分移动的速度。微波加热器有谐振腔式和曲折波导管式两种，加热器腔体上开孔以使木材进出，为防止微波泄漏，开孔大小有限制，通常被干木材厚度小于70 mm。微波加热工艺比较灵活，主要以微波输入功率和间歇时间控制加热木材的温度和时间，为减少木材横断面上的含水率梯度，防止木材表面和内部收缩不均匀而产生的各种缺陷，应适当延长间歇时间，使木材内部的水分有足够时间移动到木材表面。微波干燥能实现自动化流水作业，保持木材的天然色泽，干燥质量好，但干燥成本高。
微波干燥也可和其他干燥方法结合起来，如与气干或常规窑干法相结合等，这种联合干燥法既降低了干燥成本，还可使干燥工艺更合理。
3 结合企业实际，精选工艺和设备
以上介绍的是在生产中应用最多的干燥工艺和设备，企业在选择设备和工艺时应注意两点：一、综合考虑生产需要、质量要求和成本等多种因素，合理选择设备；二、因红木树种多，规格变化大，多数设备制造商对干燥工艺研究较少，当遇到工艺方面问题时，应向专业技术部门咨询，以得到科学、合理地解决。此外，还有一些干燥方法此处未介绍。企业在充分了解后，也可慎重选用。
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近年来，随着人民生活水平的提高，人们对传统红木家具的需求达到一个新的高潮，红木家具的传统加工方法是手工作坊，生产周期长，效率低。如使红木达到气干、尺寸稳定状态就需存放数年。这种生产方式根本满足不了现代化生产企业对经济利益的追求和市场对产品的需求。这就要求生产企业应采用先进的生产工艺进行大规模生产，其中红木干燥又是很多生产企业最头痛的问题。为缩短干燥红木的时间，防止木材降等，提高合格率，保证干燥质量，作者特向大家介绍一些干燥红木的常用方法。
1 红木部分物理性质和干燥特性
要较好地掌握红木的干燥技术，首先应了解一些与干燥有关的红木物理特性，按即将颁布的“红木名称”国家标准，红木分7类，即紫檀木、花梨木、黑酸枝、红酸枝、乌木、条纹乌木和鸡翅木，部分常见红木相关物理特性如表1。
从表1中可以看出：
(1)红木的密度均较大，有的密度比水的密度还大，这说明红木结构致密、强度高，但从干燥的角度看，木材组织越致密，其内部水分流动的通道就越细小，干缩率相对就大些；
(2)各类红木细胞组织内内含物较多，如含有大量的树胶、沉积物和侵填体等，内含物的存在使红木具有较高的耐腐性和耐久性，但较多的内含物往往堵塞木材的纹孔，堵塞水分流动的通道，延长了干燥时间，增加了干燥难度；
(3)多数红木树种纹理交错，轴向薄壁组织发达，这一特点赋予红木木材具有美丽多变的花纹图案，使红木类制品更具观赏性，但当木材失水变干时，就易发生开裂和变形现象。纵观红木这类木材物理特性和干燥特性，可知红木是非常难以干燥的木材。
2 常用的干燥方法
2.1 常规干燥法
常规干燥法是木材加工企业中使用最多、结构形式很多的一种干燥木材的方法。按供热方式可分为常规蒸汽干燥和常规炉气干燥，常规干燥窑窑体有砖混结构、金属结构，容积变化范围很大，装材量小的为几个立方米，大的则为几百立方米，能满足各种生产需求；因风机布置方式不同，气流循环特征也不同；按控制系统自动化程度分有手动、半自动和全自动不等；干燥工艺更是多种多样。作为红木制品生产企业，在选择这种干燥方法时应注意以下两点：
(1)结合树种、产品、产量选择窑型和设备。多数红木制品生产企业年木材加工量均不大、原材料价格高、树种杂、板材规格变化多，故选容积在20～30 m3左右的窑体、风机顶置式的为好，这样既可满足生产需要，且小窑气流循环较均匀合理，材堆内温、湿度差异小。
(2)结合树种、木材规格合理选择干燥工艺。通常选含水率基准作窑干基准，使工艺更具灵活性、针对性，干燥时温度一般以低温为主，如干燥50 mm厚的花梨木初始温度在40～50℃ ，后期温度在60～80℃。另外在进窑干燥前，可对红木进行一些预处理，如汽蒸、水煮处理，清除木材细胞内的部分内含物，使水流通道更畅，以保证干燥质量，加快干燥速度，还可使红木色泽更深些。也可先进行预干处理，将初含水率降低到纤维饱和点以下，避免在高含水率阶段出现的各种干燥缺陷。常规干燥备投资少，干燥量大，生产能力强，技术成熟。
笔者根据生产经验，提供部分红木常规窑干含水率干燥基准(见表2)，供生产单位参考。
2.2 真空干燥法
真空干燥法在国内外应用也相当多。真空干燥分间歇真空、连续真空和高频真空3种方式。通常第一种干燥法应用较多，其介质与木材热交换的原理与常规窑干法相同。真空窑窑体是圆柱体金属结构，抗压、密封性好。真空干燥法有以下优点：
(1)在真空条件下可加快木材内部水分移动速度；
(2)降低水的沸点；
(3)在间隙真空条件下木材表面温度低内部温度高，加快了木材内部水分向表面移动的速度。
因此，在真空条件下可用较低的温度干燥红木，如干燥50 mm厚的乌木，通常初始温度为40℃左右，终了温度为60℃左右，这样可避免出现内裂、皱缩等干燥缺陷。用真空干燥法干燥硬阔叶材，不仅干燥速度快、时间短，而且干燥质量好，用其干燥红木优点更显。
2.3 微波干燥法
这种干燥方法的心脏设备是产生微波的电子管———微波管，干燥原理是在电磁场内极化水分，并使水分子旋转、磨擦，产生热量加热木材。由于热量不是从木材外部传入，是在被干木材内部直接发生的，沿木料整个厚度同时热透，而且热透所需时间与木料厚度无关。用微波加热木材升温速度快，在干燥过程中温度梯度和含水率梯度方向一致，大大地加快了水分移动的速度。微波加热器有谐振腔式和曲折波导管式两种，加热器腔体上开孔以使木材进出，为防止微波泄漏，开孔大小有限制，通常被干木材厚度小于70 mm。微波加热工艺比较灵活，主要以微波输入功率和间歇时间控制加热木材的温度和时间，为减少木材横断面上的含水率梯度，防止木材表面和内部收缩不均匀而产生的各种缺陷，应适当延长间歇时间，使木材内部的水分有足够时间移动到木材表面。微波干燥能实现自动化流水作业，保持木材的天然色泽，干燥质量好，但干燥成本高。
微波干燥也可和其他干燥方法结合起来，如与气干或常规窑干法相结合等，这种联合干燥法既降低了干燥成本，还可使干燥工艺更合理。
3 结合企业实际，精选工艺和设备
以上介绍的是在生产中应用最多的干燥工艺和设备，企业在选择设备和工艺时应注意两点：一、综合考虑生产需要、质量要求和成本等多种因素，合理选择设备；二、因红木树种多，规格变化大，多数设备制造商对干燥工艺研究较少，当遇到工艺方面问题时，应向专业技术部门咨询，以得到科学、合理地解决。此外，还有一些干燥方法此处未介绍。企业在充分了解后，也可慎重选用。
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