我國木材干燥工業(yè)現狀與科技需求—科技現狀
1.1 科技現狀
1.1.1 主要科技成果
“八五”以來,我國木材干燥工業(yè)經歷了相對快速發(fā)展的階段,構建了一批以國家木材科技開發(fā)中心、省部級重點實驗室為依托的木材干燥技術創(chuàng)新平臺、產學研基地;先后承擔了多項國家科技攻關項目、省部級重點項目以及國家自然基金項目,取得多項科研成果。
1) 除常規(guī)蒸汽干燥外,以木材加工剩余物為能源的旋風干燥、爐氣間接加熱干燥;熱水(含高溫熱水)加熱干燥;高效真空干燥;除濕干燥等,相互配合和補充,形成了完整的木材干燥工業(yè)體系,并在工業(yè)生產中普遍使用,以滿足不同木材產品的干燥要求。
2) 制定了近百種我國重要樹種木材的窯干基準,保證了鋸材的干燥質量。
3) 建立了國產木材干燥設備制造工業(yè)體系。近年來新投產的一些大型木材加工企業(yè),其生產線或主機設備常采用進口,而干燥設備多選用國產配套。說明我國常規(guī)窯干設備的總體技術性能,已接近國外先進水平,且已形成系列。
4) 在木材平衡含水率;木材中水分遷移 ;熱、質傳遞模型;毛細管張力及木材細胞皺縮機理;木材干燥過程中的應力、應變及其規(guī)律性等木材干燥理論研究方面,均取得看一定成果,有力地提升了我國木材干燥學科在行業(yè)中的學術地位。
長期以來,我國的木材干燥技術研究緊密聯系生產實際,70%以上的研究成果已在企業(yè)推廣和應用,對行業(yè)的貢獻率較高。據不完全統(tǒng)計,近10年內,木材干燥科技成果創(chuàng)造的產值約30億元,為木材加工企業(yè)節(jié)約投資約50億元,節(jié)約能源約1300萬t標準煤。木材干燥技術的發(fā)展,還為我國家具、地板企業(yè)創(chuàng)名牌,走向國際市場,做出了重要貢獻。
1.1.2 自主知識產權
我國已制定有關木材干燥的國家標準3項,林業(yè)行業(yè)標準5項。在木材干燥新技術、新工藝和新裝置方面,申報專利30項,已獲授權的18項,其中發(fā)明專利4項,實用新型專利14項。
1.1.3 研發(fā)成果應用
1) 清潔能源干燥,熱能回收技術。以電為能源的熱泵除濕干燥技術、太陽能木材干燥技術,對環(huán)境無污染,且可回收木材干燥的排氣余熱,是一種節(jié)能降耗的綠色感覺技術。通過校企協(xié)作,現已進行了木材熱泵除濕干燥節(jié)能工藝、高溫雙熱源除濕干燥、高溫雙熱源除濕與太陽能組合干燥等技術的研究。在國內已廣泛推廣應用,并推廣至俄羅斯。
2) 高效快速干燥技術。包括真空干燥,高溫干燥,微波、高頻干燥及熱壓板接觸干燥等。如以負壓過熱蒸汽為介質、帶熱回收裝置的高效節(jié)能真空干燥技術;高頻真空干燥的機理及工藝;木材真空-浮壓干燥;單板和鋸材的熱壓干燥等。
對滲透性較好的硬闊葉樹材,宜采用真空、高頻真空及微波干燥,干燥效率高,質量好;對人工速成材,宜采用高溫干燥或熱壓板接觸干燥,速度快,且材面光滑平整,表面密度和強度略有提高。
3) 改進工藝,控制干燥質量。闊葉樹材,如桉木、楊木的呢個,干燥過程中易產生皺縮。通過研究皺縮形成的機理與時機,提出了減少或消除木材皺縮的技術方法。有些材色淺白的闊葉樹材,如楓木、白樺、泡桐等,針對其在干燥過程中易變色的缺陷,進行了變色機理、條件和防治的研究,并初獲成效。
4) 干燥、改性一體化。針對楊木、杉木、馬尾松等人工林木材,在加工和使用中易翹曲變形的缺陷,采用干燥、改性一體化技術,不但高質量地干燥了鋸材,而且改進了材性,提高了密度、強度和平整度。如先浸漬樹脂,或進行預壓處理、再干燥定形的技術,提高了木材的強度和密度。
采用預浸泡或預氣蒸處理,再輔以適當的干燥工藝,可使松類木材有效脫脂,從而改良木材的品質。
為提高硬闊葉樹材及人工林木材的尺寸穩(wěn)定性、耐候性及耐久性,對鋸材、地板坯料或貼面薄木進行高溫熱改性,可提高其利用價值。該項技術已在國內多家木材加工企業(yè)推廣應用,取得了良好的經濟效益和社會效益。熱該性地板已出口日本,熱該性窯已出口到歐洲。
5) 木材干燥工藝智能控制技術。通過神經網絡、模糊變結構等技術,控制木材干燥工藝,目前以取得實驗室研究的初步成效。