通过加热并利用木材内、外水蒸气的压力差,使木材含水率降到适用值的过程。木材工业中不可缺少的生产环节。木材干燥的作用在于:减轻重量,节约调运的劳力和费用;防蛀防腐,延长使用年限;防止变形翘曲,增大弹性,有利于提高木制品质量。木材干燥涉及传热、传湿和水分移动、蒸发过程中木材性质变化的机理。干燥理论的应用,干燥方法的选择,以及干燥设备的设计、建造和运转等构成一门专业基础技术学科。
干燥原理 在一般情况下,木材内部的含水率高于外部的含水率;木材加热时,木材外部的温度高于内部的温度。含水率梯度迫使水分由内部向外部移动;而温度梯度迫使水分由外部向内部移动。这两个方向相反的水分移动互相对抗,致使离木材表层不远的地方呈现一个水分移动缓慢区,从而对干燥过程产生阻力。为了避免这种现象,使含水率梯度和温度梯度都是内部高、外部低,往往先用高温、高湿空气(或其他介质)对木材进行预热处理,使木材热透;然后降低空气的温、湿度,开始干燥。
影响干燥速度的因素 有空气(或其他介质)温度、空气湿度、空气通过木材表面的速度、木材的温度和木材含水率梯度等5个因素。 前三者是使木材温度和含水率梯度起变化的外界条件。其中空气温度是主要的外因。木材温度和木材中水分的温度随空气温度的增高而提升。水分的温度升高后,木材中水蒸气的压力和液态水的流度都会加大,这就为加速木材干燥创造了条件。空气湿度和干燥速度的关系是:温度不变时,湿度越低,空气内的水蒸气分压越小,木材表面上的水蒸气越容易向空气中扩散,干燥速度越快;反之,则慢。气流快速运动,使木材表面上方的凝滞空气薄膜(边界层)受到破坏,迅速带走从木材表面吸取了水蒸气的介质,从而改善湿热传递条件,加快干燥进程。木材温度和木材含水率梯度是决定干燥速度的内因。 这5个因素都可以在干燥设备中加以控制。理想的干燥条件是在单位时间内通过单位面积的木材内部水分向外移动的流量,能和木材表面水分向空中蒸发的流量相适应,这时木材表面各层的含水率和当时所趋向的木材平衡含水率之间的差额逐渐缩小,可保证不致因干燥过快而发生木材表面开裂。此外,木材的密度、成材的锯制方向和厚薄等对干燥速度也有影响。但对干燥工艺而言,后者是选择干燥工艺措施时考虑的前提,而不是在干燥过程中要控制的对象。