木材干燥是木材加工利用的重要環(huán)節(jié)，木材干燥質(zhì)量的好壞，直接影響著木材最終制品的質(zhì)量。樂器制造對(duì)木材質(zhì)量的要求很高，一般要求木材的紋理通直、均勻，無(wú)節(jié)疤、腐朽、變色等缺陷，通常是徑切下鋸法鋸解得到的木材，干燥后的木材不能有開裂、變形等于燥缺陷，而且要保持木材的天然色澤。北京一家樂器制造廠家原利用爐氣進(jìn)行樂器材料的干燥，不能達(dá)到干燥質(zhì)量要求。后使用中國(guó)林科院木材工業(yè)研究所科力森公司研制的小型除濕干燥機(jī)對(duì)小提琴用材的干燥工藝進(jìn)行了干燥生產(chǎn)，取得了很好的效果。
木材除濕干燥的特點(diǎn)是污染小、節(jié)能以及干燥質(zhì)量好，它使用一種制冷劑，利用卡諾循環(huán)的工作原理，把除濕干燥室內(nèi)濕空氣中的水分經(jīng)過(guò)除濕機(jī)系統(tǒng)的蒸發(fā)器冷凝出來(lái)，降溫脫水后的濕空氣再經(jīng)過(guò)除濕機(jī)系統(tǒng)的冷凝器加熱后又回到木材除濕干燥室內(nèi)。除濕干燥與外界基本沒有濕空氣交換，能量利用效率比常規(guī)的蒸汽干燥高，對(duì)外界的空氣污染以及熱污染均較小。除濕干燥屬于中低溫干燥，干燥質(zhì)量好，干燥后的木材顏色變化很小。
1．試驗(yàn)材料和方法
1.1試驗(yàn)設(shè)備
使用中國(guó)林科院木材工業(yè)研究所研制的小型除濕干燥機(jī)，主要技木參數(shù)如下：
除濕機(jī)：Nyle L200型除濕機(jī)，壓縮機(jī)功率：2匹
循環(huán)體統(tǒng)：2個(gè)4#軸流風(fēng)機(jī)
輔助電加熱器：4kW+4kW（兩檔，可根據(jù)需要選擇），一檔4kW安裝在除濕機(jī)組內(nèi)，另一檔4kW分兩組安裝，分別安裝于軸流風(fēng)機(jī)的主風(fēng)道方向，這樣使其散熱效率為最高。
干燥室基本參數(shù)：設(shè)計(jì)木材裝載量為10m
3。
1.2試驗(yàn)材料
云杉，長(zhǎng)度900～1 000mm，寬度200～260 mm，厚度30～60 mm，為了保證每塊板均為徑切板，厚度方向均為楔形。
五角楓，規(guī)格同云杉。
1.3試驗(yàn)方法
首先對(duì)木材的端頭進(jìn)行蠟封，檢測(cè)木材的初始含水率，含水率差異很大時(shí)，應(yīng)分開干燥。制作含水率檢驗(yàn)板，然后碼垛，開始干燥，干燥至終含水率10%結(jié)束，檢測(cè)干燥質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)。
1.3.1試驗(yàn)材料碼垛
干燥的木材主要用于制作小提琴的面板等部件，為了保證樂器音質(zhì)，小提琴的材料均為徑切板，因此每塊木材的厚度方向均為楔形，這給木材的碼垛帶來(lái)一定的難度。實(shí)際操作時(shí)采用長(zhǎng)短隔條相結(jié)合的方法，解決了這一問題（圖2）。上下兩塊楔形木材之間用短隔條，組合成為中間帶有風(fēng)道的木材，左右兩組木材之間的應(yīng)楔尖與楔尖、楔背與楔背相對(duì)應(yīng)，這樣就可以在材堆寬度方向上形成一個(gè)連續(xù)的波狀風(fēng)道。一層碼完后，放上長(zhǎng)隔條，重復(fù)以上的步驟，進(jìn)行下一層的鋪裝，直到碼跺結(jié)束。這樣，不但解決了每塊板材在干燥過(guò)程中的通風(fēng)問題，而且解決了材堆的整體穩(wěn)定性問題。為了保證干燥后木材的平整度，可以在材堆頂部放置一定的重物。
1.3.2干燥工藝控制
小型除濕干燥機(jī)的控制系統(tǒng)為Nyle除濕機(jī)配套設(shè)備，采用的是含水率-溫度一除濕機(jī)運(yùn)停時(shí)間比例的方式控制，操作簡(jiǎn)便實(shí)用，控制準(zhǔn)確，操作工人很容易掌握。樂器用材的干燥工藝基準(zhǔn)見表1。
表1、工藝基準(zhǔn)表
|
含水率MC/（%） |
溫度（℃） |
除濕機(jī)運(yùn)行比例（%） |
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＞25 |
38 |
70 |
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25～15 |
45 |
80 |
|
＜15 |
50 |
90～100 |
2．結(jié)果分析
2.1干燥時(shí)間
木材初始含水率在30%左右，干燥至10%結(jié)束，干燥時(shí)間為14天，屬低溫慢速干燥（圖3試件A）。
2.2干燥質(zhì)量
干燥結(jié)束后，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋸材干燥質(zhì)量》對(duì)樂器用材的干燥質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明沒有產(chǎn)生端裂、表裂、端表裂和內(nèi)裂，木材保持了原有的天然色澤，在干燥機(jī)不同部位的含水率分布差異不大，在允許的范圍內(nèi)。因材料為楔形，在厚度方向上有2%以內(nèi)的含水率分布差異，在放置一周以后可自然平衡。
2.3干燥成本
干燥成本由干燥能耗、設(shè)備折舊費(fèi)、設(shè)備維修費(fèi)和人工費(fèi)等組成。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及計(jì)算如下；
木材實(shí)裝容量：10立方米
干燥周期；14天
總耗電量：780度
干燥成本核算如下：
1)干燥能耗：電費(fèi)按0.60元／度計(jì)，780x0.60/10=46.80元/m
3
2)設(shè)備折舊費(fèi)：使用年限15年，年工作日按300天計(jì)算，則折舊費(fèi)為：
60000/ (15x(300/14x10))=18.60元/m3
3)人工費(fèi)：卟型除濕干燥機(jī)不需要專人值班，每天檢測(cè)一次數(shù)據(jù)即可。按每
天1人次15元計(jì)算，費(fèi)用為：14x15/10=21.00元／m
3
4)設(shè)備維修費(fèi)：設(shè)備維修保養(yǎng)費(fèi)用按照3%計(jì)算，設(shè)備維修費(fèi)為：
60000x3%/ (300/14xl0) =8.40元，m3
干燥成本合計(jì)：94.80元/m
3。
2.4混合干燥
這次的小型除濕干燥機(jī)的用戶主要產(chǎn)品為各種規(guī)格的提琴，產(chǎn)品以出口為主。樂器的部件不同，原材料的規(guī)格差異很大。在生產(chǎn)任務(wù)緊急的情況下，可以對(duì)不同規(guī)格的木材混合干燥。在生產(chǎn)試驗(yàn)中，對(duì)最大規(guī)格的貝斯琴頭料(云杉，規(guī)格：800x280x105mm)與楔形琴面材進(jìn)行了混合裝窯干燥。先將琴頭料整齊碼放在材堆的下部，然后按照?qǐng)D2的方式把琴面材碼放在上面，開始干燥。待琴面材干燥合格后，取出，放入新的琴面材，繼續(xù)干燥。貝斯琴頭料的干燥曲線見圖3(試件B)。從干燥質(zhì)量來(lái)看，琴頭料最終達(dá)到了含水率的要求，沒有產(chǎn)生各種開裂，原因首先是采用的工藝為低溫除濕干燥：其次為木材放置在材堆的底部，并控制在3層以下；還有一個(gè)影響因素是中間出窯的時(shí)間使其含水率梯度及干燥應(yīng)力等有所平衡和緩解。
3．結(jié)論
實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用表明，小型除濕干燥機(jī)采用的是低溫除濕干燥工藝，可以用于樂器用材等質(zhì)量要求高的木材的干燥，并取得了很好的干燥效果，干燥成本在100元/m
3左右。干燥后的木材保持了樂器用材的天然色澤和聲學(xué)性能，完全符合樂器制作的要求。只要掌握好干燥工藝和碼垛技木，不僅可以干燥楔形等不規(guī)則樂器用材，還可以在生產(chǎn)任務(wù)緊急的情況下，對(duì)不同規(guī)格的樂器用材進(jìn)行混合干燥。
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