專利名稱：竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于木材工業(yè)中的木竹材改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種竹材干燥與改性的處理方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)竹林面積、蓄積量、竹業(yè)產(chǎn)值均居世界首位，素有“竹子王國(guó)”之稱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有竹林面積約720萬(wàn)hm2，其中毛竹約占70%。與木材相比，竹材具有強(qiáng) 度大、韌性好、硬度大、紋理優(yōu)雅美觀等特點(diǎn)，是制造工程結(jié)構(gòu)材和家裝材料的理想原料。與木材相比，竹材內(nèi)淀粉、糖類物質(zhì)含量豐富，使得其在加工和使用過(guò)程中極易受到細(xì)菌(如霉菌、腐朽菌)和害蟲(chóng)(如白蟻、木蠹蟲(chóng))的侵襲，嚴(yán)重影響了其裝飾效果和使用壽命。為減少細(xì)菌和害蟲(chóng)對(duì)竹材和竹制品的危害，提高竹制品的耐腐、抗蟲(chóng)和尺寸穩(wěn)定性，目前在竹制品生產(chǎn)過(guò)程中，一般需要對(duì)竹材進(jìn)行干燥和高溫炭化處理，其工藝過(guò)程一般為在溫度為120°C 140°C的炭化處理罐內(nèi)，采用鍋爐供給的飽和水蒸汽對(duì)竹材炭化處理I 4小時(shí)，將竹材炭化為咖啡色，然后再將炭化后的竹材重新堆垛，送入常規(guī)干燥室進(jìn)行干燥，干燥室的溫度控制在50°C 100°C之間，在20 60小時(shí)的時(shí)間內(nèi)將竹材干燥至含水率在15%以下。在此工藝中，竹材的炭化處理與干燥分步進(jìn)行，且是先進(jìn)行炭化處理，后進(jìn)行干燥作業(yè)。該工藝具有操作繁瑣、工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大(需要兩次堆垛、兩次拆垛)、工作效率低、處理時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。因此，開(kāi)發(fā)出工藝簡(jiǎn)單、勞動(dòng)強(qiáng)度低、工作效率高、處理時(shí)間短的竹材干燥與炭化改性處理方法具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種步驟簡(jiǎn)單、操作方便、工人勞動(dòng)強(qiáng)度小、工藝時(shí)間短、工藝效率高、熱能利用效率高的竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法，包括以下步驟
(1)干燥處理將竹材裝料后，利用過(guò)熱水蒸汽對(duì)竹材進(jìn)行干燥處理，直至竹材含水率降低到15%以下；干燥處理時(shí)，過(guò)熱水蒸汽的溫度控制在130°C 150°C，處理過(guò)程中的蒸汽壓力控制在0. IMPa以內(nèi)(當(dāng)溫度開(kāi)始上升時(shí)，用于干燥處理的壓力罐內(nèi)空氣被逐漸排出，當(dāng)壓力罐內(nèi)充滿水蒸汽、溫度達(dá)到130°C 150°C時(shí)，水蒸汽的飽和壓力大約為0. 3MPa 0. 5MPa，此時(shí)將壓力控制在0. IMPa，則壓力罐內(nèi)的水蒸汽可以排出，從而實(shí)現(xiàn)干燥目的)；
(2)改性處理繼續(xù)保持上述步驟(I)中過(guò)熱水蒸汽的溫度控制條件，同時(shí)將所述蒸汽壓力調(diào)節(jié)至0. 3MPa 0. 5MPa(因?yàn)榇藭r(shí)竹材中含有的部分水分可以繼續(xù)蒸發(fā)，蒸發(fā)的水蒸汽被控制在壓力罐內(nèi)，從而使得壓力罐內(nèi)的蒸汽壓力增加)，使干燥處理時(shí)的過(guò)熱蒸汽狀態(tài)轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽狀態(tài)，此狀態(tài)下保壓I 5小時(shí)；
(3)二次干燥改性處理完成后，停止加熱，將蒸汽壓力調(diào)低至0. IMPa以下，在此狀態(tài)下，利用改性處理后的余熱實(shí)現(xiàn)竹材的后期干燥，直至竹材含水率降低至10%以下，完成所述竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理過(guò)程。上述的竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法，在所述步驟(3)中，蒸汽壓力調(diào)低一般是通過(guò)排放所述飽和蒸汽實(shí)現(xiàn)，排放的飽和蒸汽優(yōu)選通過(guò)蒸汽冷凝回收系統(tǒng)進(jìn)行余熱回收利用。上述的竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法，在所述步驟(3)中，所述竹材含水率降低至10%以下后，優(yōu)選再經(jīng)過(guò)7 14天的平衡處理，再用于后續(xù)的生產(chǎn)加工。上述的竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法，在所述步驟(I)中，干燥處理的時(shí)間優(yōu)選控制在2 12小時(shí)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明擺脫了現(xiàn)有竹材干燥與炭化處理分 別在不同設(shè)備中分步進(jìn)行的局限性，克服了現(xiàn)有工藝中存在的操作工藝繁瑣、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大(需要兩次堆垛、兩次拆垛)、工作效率低等技術(shù)不足，真正實(shí)現(xiàn)了竹材水蒸汽干燥與改性的一體化處理。本發(fā)明的一體化處理方法既簡(jiǎn)化了操作工序，又降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了竹材處理的工作效率。本發(fā)明與傳統(tǒng)竹材炭化、干燥分步進(jìn)行的工藝相比，即使不考慮炭化與干燥工序之間所需的周轉(zhuǎn)時(shí)間，采用本發(fā)明的一體化處理方法至少可以節(jié)省工藝耗時(shí)50%以上。此外，通過(guò)采用壓力處理罐與蒸汽余熱冷凝回收系統(tǒng)相結(jié)合的方式，利用蒸汽余熱冷凝回收系統(tǒng)對(duì)壓力處理罐內(nèi)排出的高溫水蒸汽進(jìn)行冷凝，利用冷凝過(guò)程中發(fā)出的凝結(jié)熱加熱鍋爐的“上水”，使鍋爐“上水”的溫度得到提高，熱能的利用效率進(jìn)一步提聞。綜上，本發(fā)明的處理方法具有步驟簡(jiǎn)單、操作方便、工藝效率高、熱能利用效率高等優(yōu)點(diǎn)，采用本發(fā)明方法處理后的竹片和竹束可以用于炭化竹地板、竹集成材以及重組竹等高檔竹質(zhì)建筑裝飾材料的制造，具有較好的推廣前景。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I :
一種竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法，包括以下步驟
(1)裝料將長(zhǎng)度為1000mm、厚度為3mm 10mm、寬度25mm的新鮮濕竹片堆垛,然后將其送入壓力處理罐內(nèi)，壓力處理罐的正常工作壓力為0. 6MPa ；
(2)干燥處理將竹材裝罐后，關(guān)閉壓力處理罐的安全閉合裝置，將壓力處理罐的壓力控制閥調(diào)節(jié)至0. 08MPa，采用導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)將壓力處理罐內(nèi)的介質(zhì)(該介質(zhì)剛開(kāi)始的時(shí)候?yàn)闈窨諝?，但?dāng)溫度升高時(shí)，空氣被逐漸排出，壓力罐內(nèi)只剩下水蒸汽)溫度升高至140°C，利用過(guò)熱水蒸汽對(duì)竹材進(jìn)行干燥處理，干燥處理時(shí)間為5小時(shí)，直至竹材含水率降低到12% ；
(3)改性處理前期的干燥處理完成后，繼續(xù)使壓力處理罐內(nèi)的介質(zhì)溫度維持在140°C，同時(shí)通過(guò)壓力控制閥將壓力處理罐內(nèi)的蒸汽壓力調(diào)節(jié)至0. 4MPa，使壓力處理罐內(nèi)的水蒸汽由過(guò)熱蒸汽狀態(tài)轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽狀態(tài)，在此狀態(tài)下保持2小時(shí)；
(4)二次干燥改性處理完成后，停止加熱，通過(guò)壓力控制閥將壓力處理罐內(nèi)蒸汽壓力緩慢調(diào)低至o. IMPa以下，直至OMPa (與外界氣壓保持平衡)，在此狀態(tài)下，利用改性處理后的余熱實(shí)現(xiàn)竹材的后期二次干燥，二次干燥時(shí)間為3小時(shí)，直至竹材含水率降低至8% ；
(5)后續(xù)處理壓力處理罐內(nèi)的壓力與外界大氣壓力處于平衡狀態(tài)后，開(kāi)啟壓力處理罐的安全閉合裝置，將干燥與炭化改性處理后的竹材從壓力處理罐內(nèi)取出，經(jīng)過(guò)10天的平衡處理后即可用于后續(xù)的生產(chǎn)加工。實(shí)施例2:
一種竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法，包括以下步驟
(1)裝料將長(zhǎng)度為1920mm的新鮮濕碾壓竹束堆垛，然后將其送入壓力處理罐內(nèi)，壓力處理罐的正常工作壓力為0. 6MPa ；
(2)干燥處理將竹束堆垛裝罐后，關(guān)閉壓力處理罐的安全閉合裝置，通過(guò)壓力控制閥將壓力處理罐內(nèi)的氣壓調(diào)節(jié)至0. 05MPa，采用導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)將壓力處理罐內(nèi)的介質(zhì)溫度 升高至130°C，利用過(guò)熱水蒸汽對(duì)竹材進(jìn)行干燥處理，干燥處理時(shí)間為6小時(shí)，直至竹材含水率降低到14% ；
(3)改性處理前期的干燥處理完成后，繼續(xù)使壓力處理罐內(nèi)的介質(zhì)溫度維持在130°C，同時(shí)通過(guò)壓力控制閥將壓力處理罐內(nèi)的蒸汽壓力調(diào)節(jié)至0. 3MPa，使壓力處理罐內(nèi)的水蒸汽由過(guò)熱蒸汽狀態(tài)轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽狀態(tài)，在此狀態(tài)下保持4小時(shí)；
(4)二次干燥改性處理完成后，停止加熱，通過(guò)壓力控制閥將壓力處理罐內(nèi)蒸汽壓力緩慢調(diào)低至0. IMPa以下，直至OMPa (與外界氣壓保持平衡)，在此狀態(tài)下，利用改性處理后的余熱實(shí)現(xiàn)竹材的后期二次干燥，二次干燥時(shí)間為4小時(shí)，直至竹材含水率降低至7% ；
(5)后續(xù)處理壓力處理罐內(nèi)的壓力與外界大氣壓力處于平衡狀態(tài)后，開(kāi)啟壓力處理罐的安全閉合裝置，將干燥與炭化改性處理后的竹材從壓力處理罐內(nèi)取出，經(jīng)過(guò)12天的平衡處理后即可用于后續(xù)的生產(chǎn)加工。用上述本實(shí)施例的一體化處理方法對(duì)竹材進(jìn)行干燥和炭化改性處理后，簡(jiǎn)化了操作工序(只需要一次堆垛、一次拆垛)，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省工序時(shí)間在50%以上，提高了生產(chǎn)效率和能量利用率。采用本實(shí)施例一體化處理后的竹片和竹束可以用于炭化竹地板、竹集成材以及重組竹等高檔竹質(zhì)建筑裝飾材料的制造。以上實(shí)施例的描述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種等同的變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法，包括以下步驟 (1)干燥處理將竹材裝料后，利用過(guò)熱水蒸汽對(duì)竹材進(jìn)行干燥處理，直至竹材含水率降低到15%以下；干燥處理時(shí)，過(guò)熱水蒸汽的溫度控制在130°C 150°C，處理過(guò)程中的蒸汽壓力控制在0. IMPa以內(nèi)； (2)改性處理繼續(xù)保持上述步驟(I)中過(guò)熱水蒸汽的溫度控制條件，同時(shí)將所述蒸汽壓力調(diào)節(jié)至0. 3MPa 0. 5MPa，使干燥處理時(shí)的過(guò)熱蒸汽狀態(tài)轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽狀態(tài)，此狀態(tài)下保壓I 5小時(shí)； (3)二次干燥改性處理完成后，停止加熱，將蒸汽壓力調(diào)低至0. IMPa以下，在此狀態(tài)下，利用改性處理后的余熱實(shí)現(xiàn)竹材的后期干燥，直至竹材含水率降低至10%以下，完成所述竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法，其特征在于在所述步驟(3)中，蒸汽壓力調(diào)低是通過(guò)排放所述飽和蒸汽實(shí)現(xiàn)，排放的飽和蒸汽通過(guò)蒸汽冷凝回收系統(tǒng)進(jìn)行余熱回收利用。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法，其特征在于在所述步驟(3)中，所述竹材含水率降低至10%以下后，再經(jīng)過(guò)7 14天的平衡處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法，其特征在于在所述步驟(I)中,干燥處理的時(shí)間控制在2 12小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種竹材水蒸汽干燥與改性一體化處理方法，包括以下步驟先利用130℃～150℃的過(guò)熱水蒸汽對(duì)竹材進(jìn)行干燥處理，直至其含水率降低到15%以下；處理過(guò)程中的蒸汽壓力控制在0.1MPa以內(nèi)；繼續(xù)保持前述溫度控制條件，同時(shí)將蒸汽壓力調(diào)節(jié)至0.3MPa～0.5MPa，使過(guò)熱蒸汽狀態(tài)轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽狀態(tài)，保壓1～5小時(shí)；改性處理完成后，停止加熱，將蒸汽壓力調(diào)低至0.1MPa以下，利用改性處理后的余熱實(shí)現(xiàn)竹材的后期干燥，直至竹材含水率降低至10%以下，完成處理過(guò)程。本發(fā)明的方法具有步驟簡(jiǎn)單、操作方便、工人勞動(dòng)強(qiáng)度小、工藝時(shí)間短、工藝效率高、熱能利用效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B27M1/08GK102672777SQ201210163739
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者吳義強(qiáng), 李新功, 李賢軍, 薛志成 申請(qǐng)人:湖南桃花江實(shí)業(yè)有限公司