木材的水分含量应与其使用环境保持一致。

木材的水分含量应与其使用环境保持一致。

在一棵活的树木中,水分通过一套复杂的纤维组织从根部输送到枝叶之中。纤维占树木体积的90%以上,但纤维发育完全后便会失去生命力——也就是说树中几乎所有的细胞都是死的。纤维空洞会逐渐积满水和水汽。通常,一棵活的树所包含的水分比木料更多。

当你把树木砍倒,树木中的水分会通过各种自然途径流失。但木材中仍会留有一些水分。这些水分会影响木料的密度、强度、硬度、收缩量、溶胀等属性。用在家具、细木工和建筑产品中的木材通常具有一定吸湿性,即可以吸收和放出水分。在制造木制品的时候,材料的水分含量与将来所处环境保持一致十分重要。如若水分高于或低于周围环境,都会使木材逐渐变形。

控制干燥

让我们的话题回到木材上来:已被切割过的木料,它包含大量水分,木材的干燥程度,直接关乎到木材的使用——如果木材太潮湿,便容易滋生微生物;如果太干燥,它便会收缩和开裂,并影响它的力学性能。

过去,木材是放在户外或通风的大厅中进行干燥的。木板被一层层地放在一种垫子上,以保持良好的空气流通。这种空气干燥法受到天气和季节的限制。如果遇上下雨和寒冷的季节,干燥过程将十分缓慢,而气温太高又会引发木材开裂和其它质量问题。空气干燥法可能要花费几个月甚至几年的时间。

现在,木材干燥一般都是在专门的高温窑中、在周密的控制下进行。目标是:在保证木材不开裂的前提下降低其水分含量,并使水分含量最优化,使木材在保存、运输时不会损坏。这种干燥方法的关键之处在于:让木材表面水分蒸发的速度,不高于水分从木材中心渗出的速度。这种干燥木材的方式可以提高木材品质,避免把不必要的水分运送到最终用户处。

人们普遍利用窑室干燥木材。瑞典有大约1500个木材干燥窑。通常,水分含量在60%至120%左右的木材经过干燥后会降到8%至18%。120立方米含水量为75%的木材,要想将含水量降至12%,需蒸发掉32立方米的水。这些水可装满80个浴缸,需要5天才能蒸发掉。这一干燥过程中所消耗的能量相当于两个普通家庭一年的能耗。

耗电大户

干燥室里装有大型风扇,用于将热气吹向木材。这些风扇耗电量很大,几乎相当于一家锯木厂的一半。Alent Drying公司非常重视干燥过程中的能耗问题,他们研发出了一套用于干燥木头的专利技术。

“从数百家木材干燥企业获得的数据显示,窑室的耗电量在干燥年度大约可以减少10万度。”该公司的CEO– Eric Björkman说,“也就是说瑞典有望每年节约10万度电。”

“这种方法的原理,是将木材在短时间内进行快速干燥,然后停掉窑室里的对流风扇,让木材有所恢复。在风扇停止的时候,水分会不断从木材的内部转移到表面,而木材表面附近的空气层湿气会很重。这可以保持木材表面的新鲜。这种干燥方式更温和、更快速,属于振荡干燥。我们称之为间歇干燥,或‘Alent Pump’。我们可藉此减少一半的耗电量,并提高产量、保证木材质量。” Björkman说。

“在我们的系统内,许多干燥机是持续同步运作的,这样可以限制用电量,节约电费。”

冷凝面技术

Alent Drying公司为他们的冷凝面技术申请了专利,它是利用流入的新风对干燥室中的水分进行冷却,而干燥室中有来自干燥机的循环气流。流入的空气与热气相遇的时,水汽便凝结成液态,无需吹走,这便减少了通风设备的需求。

“我们正在努力用冷凝面技术和先进的控制技术加强Alent Pump,这样可以节省更多能源,推动干燥技术的发展。” Björkman这样评价他们的技术。

本文于2011年5月发布