棉稈和桑枝疏解木束干燥特性的研究

時(shí)萌蒙，雷亞芳，宋孝周，張保健，肖建平

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

?

棉稈和桑枝疏解木束干燥特性的研究

時(shí)萌蒙，雷亞芳，宋孝周，張保健，肖建平

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

【目的】 對(duì)棉稈、桑枝疏解木束干燥特性進(jìn)行分析，獲得2種疏解木束干燥的最優(yōu)工藝，為生物質(zhì)資源的綜合利用提供參考?！痉椒ā?以棉稈、桑枝疏解木束為研究對(duì)象，采用電熱鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行試驗(yàn)，在單因素試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上確定L9(34)正交試驗(yàn)因素水平，研究木束初始干基含水率、氣流溫度、干燥箱裝載率等因素對(duì)木束干燥特性的影響，運(yùn)用極差分析法和方差分析法比較各因素對(duì)干燥時(shí)間影響的差異，干燥時(shí)間以將木束干基含水率降至6%為準(zhǔn)，含水率的測(cè)定參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1931-2009。【結(jié)果】 棉稈、桑枝疏解木束的干燥可采用高溫快速干燥方式，其中棉稈束的最優(yōu)干燥工藝參數(shù)為初始干基含水率60%、氣流溫度110 ℃、干燥箱裝載率35%，在此條件下，干燥時(shí)間為31 min；桑枝木束最優(yōu)干燥工藝參數(shù)為氣流溫度120 ℃、初始干基含水率80%、干燥箱裝載率45%，在此條件下，干燥時(shí)間為65 min。【結(jié)論】 在重組方材生產(chǎn)過程中，對(duì)不同的材料需要合理控制干燥條件，以節(jié)約成本優(yōu)化重組方材的生產(chǎn)工藝。

棉稈；桑枝；疏解木束；干燥工藝

生物質(zhì)重組方材是以生物質(zhì)秸稈、小徑級(jí)木材或枝椏材為原料，借鑒重組木、重組板材制造工藝[1-5]加工的一種新型人造材料。生物質(zhì)原料經(jīng)過疏解加工成縱向不斷裂、橫向松散而又交錯(cuò)相連的網(wǎng)狀單元束，單元束經(jīng)過干燥、施膠后鋪裝成板坯，再經(jīng)上下和前后四面同時(shí)熱壓后形成重組方材[6-8]。原料經(jīng)碾壓疏解得到的網(wǎng)狀木束是構(gòu)成重組方材的基本單元，與刨花、纖維、單板等構(gòu)成單元不同，網(wǎng)狀木束較好地保持了原料原有的特性，從而保證了重組方材的物理力學(xué)性能。

在制備重組方材的過程中，未干燥的木束在壓制板材時(shí)，不僅會(huì)影響板坯的鋪裝，還會(huì)對(duì)膠黏劑的吸收產(chǎn)生影響。由于含水率較高，熱壓產(chǎn)生的蒸汽壓力較大使板材發(fā)生鼓泡、分層等缺陷[9]，因此，木束的干燥質(zhì)量是制備重組方材的關(guān)鍵因素之一。隨著Coleman等[10]對(duì)重組木的研發(fā)，從20世紀(jì)70年代末，我國對(duì)重組木的研究也日趨深入，東北林業(yè)大學(xué)對(duì)木束的干燥進(jìn)行了定性研究[11]，北京林業(yè)大學(xué)對(duì)杉木木束的干燥進(jìn)行了定量分析，其研究結(jié)果顯示，木束初含水率、干燥氣流溫度和裝載量對(duì)杉木木束熱風(fēng)循環(huán)的干燥都有不同程度的影響[12]。李延軍等[13-15]探索了杉木木束的干燥特性，分析了干燥過程中木束內(nèi)部水分在非穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的擴(kuò)散及其影響因素，研究了在高溫對(duì)流干燥過程中杉木木束內(nèi)部水分遷移和熱量傳導(dǎo)過程的規(guī)律，建立并求解了傳熱傳質(zhì)的數(shù)學(xué)模型，為確定杉木木束干燥生產(chǎn)的工藝參數(shù)及控制方案提供了理論依據(jù)。馮謙等[16]和王冠[17]研究了桑枝屑快速干燥機(jī)理，為桑枝碎料干燥提供了理論依據(jù)。但對(duì)于以桑枝為原料制備木束的研究尚未見文獻(xiàn)報(bào)道；對(duì)于棉稈束的干燥，林雅文等[18]利用數(shù)字型洞道干燥試驗(yàn)裝置，探討了不同因素對(duì)疏解棉稈干燥速率的影響，并得到改良的Page模型，但發(fā)現(xiàn)所用DG100D數(shù)字型洞道干燥裝置的干燥室寬度不能滿足重組方材對(duì)木束尺寸的要求。因此，本研究采用電熱鼓風(fēng)干燥箱，分析木束初始干基含水率、氣流溫度、干燥箱裝載率[19]等單因素對(duì)棉稈束、桑枝木束干燥特性的影響，并據(jù)此安排L9(34)正交試驗(yàn)進(jìn)行極差分析和方差分析，以獲得木束干燥的最優(yōu)工藝，從而為重組方材的制備節(jié)約時(shí)間成本。

1　材料與方法

1.1設(shè)備與儀器

蒸煮罐和疏解碾壓機(jī)，均由西北農(nóng)林科技大學(xué)研制；101-1AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司產(chǎn)品；208-2型電子天平，上海昊宇衡器有限公司產(chǎn)品。

1.2試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料均采自西北農(nóng)林科技大學(xué)試驗(yàn)田。棉稈系雜交棉棉稈，平均含水率11.17%；桑枝屬人工間伐材，1年生，平均含水率9.10%。

棉稈、桑枝經(jīng)去枝、去根后鋸截成400 mm長的小段，分別放置于蒸煮罐中軟化蒸煮，然后用疏解碾壓機(jī)將其加工成網(wǎng)狀木束，手工去皮后分選待用。本試驗(yàn)取中等形態(tài)的木束，形態(tài)基本均勻一致，其中棉稈束平均長、寬、厚分別為406.20，7.64和4.74 mm，桑枝木束平均長、寬、厚分別為412.70，6.88和 4.97 mm。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.2試驗(yàn)因素水平的確定影響木束干燥時(shí)間的因素很多，如樹種、木束形態(tài)、初始干基含水率、氣流溫度、氣流速度、干燥箱裝載率、鋪裝方式等[12]。本試驗(yàn)采用電熱鼓風(fēng)干燥箱設(shè)置氣流速度為中檔、不可調(diào)，選取初始干基含水率、氣流溫度、干燥箱裝載率3個(gè)因素分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)，其中，初始干基含水率設(shè)為20%，60%，80%，100%和120%，氣流溫度設(shè)為60，80，100，120和140 ℃，裝載率設(shè)為15%，20%，25%，35%和45%；各因素固定水平為初始干基含水率(80±2)%、氣流溫度(103±2) ℃、干燥箱裝載率40%，研究3個(gè)因素對(duì)木束干燥時(shí)間的影響。

(1) 初始干基含水率。在木束干燥過程中，降低初始干基含水率會(huì)減少木束干燥時(shí)間，但是根據(jù)試驗(yàn)過程中木束形態(tài)的變化發(fā)現(xiàn)，在利用疏解碾壓機(jī)制備網(wǎng)狀木束時(shí)，棉稈含水率在50%以上[21]、桑枝含水率在85%左右才能保證疏解木束的良好性能，從而保證壓制重組方材的質(zhì)量?？紤]到提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源等因素，因此疏解時(shí)應(yīng)調(diào)整棉稈初始干基含水率在60%左右，桑枝初始干基含水率在85%左右。同時(shí)，初始干基含水率的均勻性也是影響干燥質(zhì)量的重要因素，因此疏解后的木束應(yīng)密封保存，使其進(jìn)入干燥箱時(shí)木束含水率相對(duì)均勻，以提高干燥質(zhì)量。

(2) 氣流溫度。干燥箱內(nèi)氣流溫度越高干燥效率越高、能力越強(qiáng)。單因素試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)溫度上升至120 ℃時(shí)，干燥效率變化不再明顯；與此同時(shí)，無論是對(duì)于棉稈束還是桑枝木束，試驗(yàn)中均未出現(xiàn)木束變色或炭化現(xiàn)象，但考慮到試驗(yàn)中有少量形態(tài)較小的木束，如果溫度過高有可能引發(fā)火災(zāi)，造成危險(xiǎn)。因此，在保證生產(chǎn)需要的前提下，綜合考慮生產(chǎn)效率、質(zhì)量和安全因素，建議干燥溫度控制在100～120 ℃。

(3) 干燥箱裝載率。在木束干燥過程中，裝載量是指干燥箱每次干燥木束的量，其大小由干燥箱容積和系統(tǒng)性能決定。裝載量實(shí)際是干燥系統(tǒng)生產(chǎn)能力的體現(xiàn)，其大小直接決定了生產(chǎn)效率的高低。而裝載率是指木束質(zhì)量占干燥箱滿載時(shí)木束質(zhì)量的百分比，即干燥箱裝載量與滿載量之比[19]。單因素試驗(yàn)結(jié)果顯示，無論對(duì)于棉稈束還是桑枝木束，當(dāng)裝載率從35%增加到45%時(shí)，干燥曲線變化不大，表明干燥時(shí)間、干燥速率變化不大。因此，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，在保證木束最終干燥品質(zhì)的條件下，在一定范圍內(nèi)提高干燥箱裝載率有利于提高生產(chǎn)率。在本試驗(yàn)中，認(rèn)為將干燥箱裝載率控制在45%左右比較合適。

1.3.3正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)木束初始干基含水率、氣流溫度、干燥箱裝載率3個(gè)因素分別取3個(gè)水平，采用L9(34)正交試驗(yàn)表[22]安排試驗(yàn)，各因素及其水平見表1，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差分析和方差分析[23]。通過預(yù)試驗(yàn)觀察得知木束在干燥過程中形狀、色澤等基本沒有變化，因此以干燥終了時(shí)間為考察指標(biāo)分析各因素對(duì)疏解木束干燥特性的影響。試驗(yàn)于干燥箱內(nèi)氣流溫度逐漸上升至設(shè)定條件后開始，每2～6min稱質(zhì)量1次，記錄木束質(zhì)量，直到干燥過程結(jié)束，即干燥至終含水率6%。每組平行試驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果取其平均值。

表 1　棉稈束和桑枝木束干燥正交試驗(yàn)的因素及水平Table 1　Levels and factors of orthogonal test of drying cotton stalk based wood bunch and mulberry branch based wood bunch

1.3.4驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，分別對(duì)2種試材優(yōu)選條件進(jìn)行驗(yàn)證，每組平行試驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果取其平均值。

1.4數(shù)據(jù)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用平行試驗(yàn)平均值表示，正交試驗(yàn)結(jié)果運(yùn)用SPSS 12.0 軟件進(jìn)行極差分析和方差分析。

2　結(jié)果與分析

2.1棉稈束干燥正交試驗(yàn)結(jié)果

棉稈束干燥的正交試驗(yàn)結(jié)果見表2，對(duì)該試驗(yàn)結(jié)果的極差分析和方差分析分別見表3、表4。由表3中各因素對(duì)棉稈束干燥時(shí)間影響的極差分析可知，在本試驗(yàn)條件下，棉稈束初始干基含水率對(duì)干燥時(shí)間影響最顯著，氣流溫度次之，干燥箱裝載率影響最小。由表3還可知，棉稈束初始干基含水率取第2水平60%，氣流溫度取第2水平110 ℃，裝載率取第1水平35%時(shí)，所需干燥時(shí)間最短。

由表4中各因素對(duì)棉稈束干燥時(shí)間影響的方差分析可知，在本試驗(yàn)條件范圍內(nèi)，相較于氣流溫度、干燥箱裝載率，棉稈束初始干基含水率對(duì)干燥時(shí)間有極顯著影響。由于疏解后棉稈束的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)比較疏松且厚度小，因而木束初始干基含水率的變化使得相應(yīng)需要烘干的自由水和結(jié)合水變化明顯，而氣流溫度及干燥箱裝載率在木束及料層表芯層即厚度方向所能引起的水分遷移卻沒有那么明顯，表芯層蒸汽壓力變化不大，即不同含水率的木束水分蒸發(fā)的速度基本一致，因此棉稈束初始干基含水率的高低直接影響干燥時(shí)間的長短，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)合理控制初始含水率,縮短干燥時(shí)間，以節(jié)約生產(chǎn)成本。

表 2　棉稈束干燥正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2　Results of orthogonal test in drying cotton stalk based wood bunch

表 3　各因素對(duì)棉稈束干燥時(shí)間影響的極差分析Table 3　Range analysis on influence of technological factors on drying time of cotton stalk based wood bunch

表 4　各因素對(duì)棉稈束干燥時(shí)間影響的方差分析Table 4　Variance analysis on influence of technological factors on drying time of cotton stalk based wood bunch

注：F0.10(2,20)=2.59，F(xiàn)0.05(2,20)=3.49，F(xiàn)0.01(2,20)=5.85，*表示影響顯著，**表示影響極顯著。表7同。

Note:F0.10(2,20)=2.59,F0.05(2,20)=3.49,F0.01(2,20)=5.85,* means significant,** means extremely significant.Same for Table 7.

2.2桑枝木束干燥正交試驗(yàn)結(jié)果

桑枝木束干燥的正交試驗(yàn)結(jié)果見表5，對(duì)該試驗(yàn)結(jié)果的極差分析和方差分析分別見表6、表7。由表6中各因素對(duì)桑枝木束干燥時(shí)間影響的極差分析可知，本試驗(yàn)條件下，氣流溫度對(duì)干燥時(shí)間影響最顯著，木束初始干基含水率次之，干燥箱裝載率影響最小。由表6還可知，氣流溫度取第3水平即120 ℃，木束初始干基含水率取第1水平80%，干燥箱裝載率取第2水平45%時(shí)，所需干燥時(shí)間最短。

由表7中各因素對(duì)桑枝木束干燥時(shí)間影響的方差分析可知，本試驗(yàn)條件下，桑枝木束初始干基含水率及干燥箱內(nèi)氣流溫度對(duì)干燥時(shí)間有極顯著影響，而干燥箱裝載率對(duì)干燥時(shí)間的影響不大。相較于疏解后的棉稈束，桑枝木束的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)比較致密且厚度大，因而在干燥過程中，氣流溫度的變化使得高溫介質(zhì)作用下木束表層水分所獲得的汽化能及芯層水分?jǐn)U散能力的變化更明顯，即干燥過程中木束內(nèi)部蒸汽壓力大小決定其水分蒸發(fā)的快慢，因而對(duì)干燥時(shí)間影響最明顯。因此在實(shí)際生產(chǎn)中桑枝木束應(yīng)同時(shí)合理控制干燥木束的初始干基含水率及設(shè)備的氣流溫度。

表 5　桑枝木束干燥正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5　Results of orthogonal test in drying mulberry bunch based wood bunch

表 6　各因素對(duì)桑枝木束干燥時(shí)間影響的極差分析Table 6　Range analysis on influence of technological factors on drying time of mulberry bunch based wood bunch

表 7　各因素對(duì)桑枝木束干燥時(shí)間影響的方差分析Table 7　Variance analysis on influence of technological factors on drying time of mulberry bunch based wood bunch

2.3棉稈束和桑枝疏解木束干燥工藝的確定和驗(yàn)證

表8為棉稈束和桑枝木束分別在正交試驗(yàn)所得最佳工藝條件下的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果。

表 8　棉稈束和桑枝疏解木束在其較佳工藝條件下的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 8　Results of verifying test under the best drying process for rolling and combing fibre bunch

由表8可知，棉稈束、桑枝木束在其較佳工藝條件下的干燥時(shí)間平均值分別為31和65 min，這與棉稈束、桑枝木束干燥正交試驗(yàn)結(jié)果相符，且干燥時(shí)間在試驗(yàn)范圍內(nèi)均為最短，滿足較佳工藝條件要求。

3　討　論

研究發(fā)現(xiàn)，疏解棉稈干燥時(shí)間與初始干基含水率、氣流溫度、鋪裝質(zhì)量有密切關(guān)系；當(dāng)干燥棉稈束試樣的平均長度、斷面最大厚度、最大寬度分別為145，10和18 mm時(shí)，對(duì)干燥終止時(shí)間的影響從大到小依次為初始干基含水率、氣流溫度、鋪裝質(zhì)量和風(fēng)速，且風(fēng)速對(duì)干燥時(shí)間的影響極小，可歸為誤差考慮[18]。本研究結(jié)果與這一結(jié)論相符，表明不同形態(tài)的疏解棉稈束對(duì)干燥時(shí)間的影響規(guī)律一致，因此考慮到節(jié)約成本，在實(shí)際生產(chǎn)中棉稈束的干燥要合理安排并控制木束初始干基含水率及干燥設(shè)備內(nèi)的氣流溫度。

桑枝間伐材或枝條作為新晉的重組方材原料，目前對(duì)其特性的研究較少，對(duì)桑枝木束的干燥尚未見報(bào)道。本試驗(yàn)對(duì)桑枝疏解木束干燥特性的研究，借鑒了比較成熟的棉稈束干燥過程、桑枝屑干燥過程和杉木木束熱風(fēng)循環(huán)干燥工藝等，采用的試驗(yàn)方法比較單一，因此所得到的試驗(yàn)結(jié)果只是初步的，今后還應(yīng)利用多種方法進(jìn)一步研究桑枝木束的干燥特性。

4　結(jié)　論

1)本研究表明，各因素對(duì)棉稈束干燥時(shí)間的影響從大到小依次為初始干基含水率、氣流溫度、干燥箱裝載率，而桑枝木束影響因素依次為氣流溫度、初始干基含水率、干燥箱裝載率。

2)在本試驗(yàn)條件下，棉稈束的最優(yōu)干燥工藝參數(shù)為：木束初始干基含水率60%，氣流溫度110 ℃，干燥箱裝載率35%，在此條件下干燥時(shí)間為31 min；桑枝木束的最優(yōu)干燥工藝參數(shù)為：氣流溫度120 ℃，木束初始干基含水率80%，干燥箱裝載率45%，在此條件下干燥時(shí)間為65 min。

綜合分析可知，網(wǎng)狀木束作為一種新型重組材原料單元，其干燥可采用高溫快速干燥方式進(jìn)行，但對(duì)于不同材料，需要在保證疏解木束性能的同時(shí)合理控制干燥條件，以優(yōu)化重組方材的生產(chǎn)工藝。

[1]姜新波，湯曉華，顏廷貴，等.重組木的生產(chǎn)性試驗(yàn) [J].林產(chǎn)工業(yè)，2001,28(4):6-8.

Jiang X B，Tang X H，Yan T G，et al.Production experiment of manufacturing scrimber [J].China Forest Products Industry,2001,28(4):6-8.

[2]宋孝周.棉稈重組材生產(chǎn)工藝的研究 [J].木材工業(yè)，2007,21(6):37-40.

Song X Z.Processing technology of reconsolidated cotton-stalks [J].China Wood Industry,2007,21(6):37-40.

[3]陳達(dá)，宋孝周，郭康權(quán)，等.棉稈重組材熱壓工藝的研究 [J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008,36(7):229-234.

Chen D,Song X Z,Guo K Q,et al.Research on hot-pressing process for cotton stalk scrimber [J].Journal of Northwest A&F University(Natural Science Edition),2008,36(7):229-234.

[4]宋孝周，郭康權(quán).棉稈特性及其重組板材的研究 [J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007,35(11):106-110.

Song X Z,Guo K Q.Research on characteristic of cotton-stalk and its scrimber [J].Journal of Northwest A&F University(Natural Science Edition),2007,35(11):106-110.

[5]唐瑤.棉稈重組材工藝和性能的研究 [D].南京:南京林業(yè)大學(xué)，1991.

Tang Y.Research on manufacturing technology and properties of scrimber based on cotton stalk [D].Nanjing:Nanjing Forestry University,1991.

[6]宋孝周，李猛，張保健，等.農(nóng)作物秸稈重組方材制備技術(shù)研究 [J].農(nóng)機(jī)化研究，2013,35(4):231-234.

Song X Z,Li M,Zhang B J,et al.Preparation techniques of reconsolidated square material using crop straw [J].Journal of Agricultural Mechanization Research,2013,35(4):231-234.

[7]宋孝周，陳達(dá)，郭康權(quán)，等.農(nóng)作物秸稈重組材工藝分析與研究展望 [J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008,36(5):229-234.

Song X Z，Chen D，Guo K Q,et al.Technical analysis and prospect of crop straw scrimber [J].Journal of Northwest A&F University (Natural Science Edition),2008,36(5):229-234.

[8]宋孝周，雷亞芳，傅峰.棉稈重組方材制備工藝與試驗(yàn) [J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2013,44(5):164-168.

Song X Z,Lei Y F,Fu F.Preparation technology and experiment of reconsolidated square materials of cotton stalk [J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2013,44(5):164-168.

[9]宋孝周.秸稈重組材制備及成板機(jī)理研究 [D].陜西楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué)，2008.

Song X Z.Preparation and manufacturing mechanism of reconsolidated crop-stalks [D].Yangling,Shaanxi:Northwest A&F University,2008.

[10]Coleman J D，Surrey H .Reconsolidated wood product:US,4232067 [P].1980.

[11]金維洙，馬巖.重組木制造工藝學(xué) [M].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，1998.

Jin W Z,Ma Y.Technology of scrimber manufacture [M].Harbin:Northeast Forestry University Press,1998.

[12]陳臻，李延軍，張璧光，等.杉木木束熱風(fēng)循環(huán)干燥參數(shù)對(duì)干燥效率與能耗的影響 [J].干燥技術(shù)與設(shè)備，2005,3(1):27-31.

Chen Z,Li Y J,Zhang B G,et al.Effects of hot-air circulate drying parameters for wood bunch of Chinese fir on drying time and energy consumption [J].Drying Technology & Equipment,2005,3(1):27-31.

[13]李延軍，張璧光，陳臻，等.杉木木束干燥特性初探 [J].木材加工機(jī)械，2005,16(3):23-26.

Li Y J,Zhang B G,Chen Z,et al.Preliminary exploration on drying property of wood bunch of China fir [J].Wood Processing Machinery,2005,16(3):23-26.

[14]李延軍，張璧光，李賢軍，等.杉木木束干燥過程中水分的非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散 [J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005,27(增刊):61-63.

Li Y J,Zhang B G,Li X J,et al.Unsteady-state moisture diffusion in the drying of Chinese fir wood bunch [J].Journal of Beijing Forestry University,2005,27(S):61-63.

[15]李延軍，張璧光，張齊生，等.木束高溫干燥過程中的熱質(zhì)傳遞模型 [J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2008,25(2):131-136.

Li Y J,Zhang B G,Zhang Q S,et al.A heat and mass transfer model for high temperature drying of Chinese fir wood stick [J].Journal of Zhejiang Forestry College,2008,25(2):131-136.

[16]馮謙，王冠，王芳.桑枝屑的干燥方法與干燥機(jī)理研究 [J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008,24(7):264-268.

Feng Q,Wang G,Wang F.Methods and mechanism for drying scraps mulberry [J].Transactions of the CSAE,2008,24(7):264-268.

[17]王冠.桑枝屑含水率快速檢測(cè)方法及檢測(cè)設(shè)備的研究 [D].南京:南京林業(yè)大學(xué)，2007.

Wang G.The research on the rapid detection methods and equipments for the moisture content of mulberry sawdust [D].Nanjing:Nanjing Forestry University,2007.

[18]林雅文，郭康權(quán)，Tran Van Cuong，等.疏解棉稈的熱風(fēng)干燥特性及其數(shù)學(xué)模型 [J].農(nóng)機(jī)化研究，2014(10):154-159.

Lin Y W,Guo K Q,Tran V C,et al.Hot-air drying characteristics of extruded cotton stalks and mathematical model [J].Journal of Agricultural Mechanization Research,2014(10):154-159.

[19]陳臻.杉木木束熱風(fēng)循環(huán)干燥影響因素的研究 [D].北京:北京林業(yè)大學(xué)，2005.

Chen Z.Study on influencing factors of wood bunch of Chinese fir hot-air circulate drying [D].Beijing:Beijing Forestry University,2005.

[20]嚴(yán)平，錢尚源.木材干燥機(jī)理和應(yīng)用的研究 [J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2002,30(6):11-13.

Yan P，Qian S Y.The research of mechanism of wood drying and appling [J].Forestry Machinery & Woodworking Equipment,2002,30(6):11-13.

[21]王浩.棉稈疏解特性研究及疏解機(jī)的設(shè)計(jì) [D].陜西楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué)，2009.

Wang H.Study on the rolling and combing characteristics and equipment design of cotton stalk [D].Yangling,Shaanxi:Northwest A&F University,2009.

[22]楊中平，凈曉莉.試驗(yàn)優(yōu)化技術(shù) [M].陜西楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2003.

Yang Z P,Jing X L.Experimental optimization technique [M].Yangling,Shaanxi:Northwest A&F University,2003.

[23]陳臻，張璧光，李延軍,等.杉木木束熱風(fēng)循環(huán)干燥的正交實(shí)驗(yàn)分析 [J].干燥技術(shù)與設(shè)備，2005,3(2):79-82.

Chen Z，Zhang B G，Li Y J,et al.Hot-air circulating drying analysis of bunched wood of Chinese fir byorthogonal experiments [J].Drying Technology & Equipment,2005,3(2):79-82.

Drying characteristics of wood bunch from cotton stalk and mulberry branch

SHI Mengmeng,LEI Yafang,SONG Xiaozhou,ZHANG Baojian,XIAO Jianping

(CollegeofForestry,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

【Objective】 This study aimed to analyze the drying properties of wood bunch from cotton stalk and mulberry branch and obtained the optimum drying process to improve its utilization.【Method】 The drying process was tested used electric drying oven with forced convection.The influences of main parameters (initial moisture content based on dry weight,air temperature and loading rate) on drying time of wood bunch from cotton stalk and mulberry branch were analyzed by range analysis and variance analysis with L9(34) orthogonal test.The drying process stopped when the moisture content was 6% and the moisture content was determined on the basis of the national standard GB/T 1931-2009.【Result】 Cotton stalk based wood bunch and mulberry branch based wood could be quickly dried using high temperature.The best drying process for the cotton stalk based wood bunch was:initial moisture content based on dry weight 60%,air temperature 110 ℃ and loading rate 35%.Under this condition,the drying time was 31 min.The best drying conditions for mulberry branch based wood bunch was:air temperature 120 ℃,initial moisture content based on dry weight 80%,and loading rate 45%.Under this condition,the drying time was 65 min.【Conclusion】 In the production process,reasonable drying process needs to be controlled for different materials for energy conservation.

cotton stalk;mulberry branch;rolling and combing wood bunch;drying process

時(shí)間:2016-08-0909:41DOI：10.13207/j.cnki.jnwafu.2016.09.017

2015-03-09

國家林業(yè)局林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201304511)

時(shí)萌蒙(1989-)，女，陜西渭南人，在讀碩士，主要從事木材加工新技術(shù)研究。E-mail:shimengmeng1114@126.com

雷亞芳(1965-)，女，陜西合陽人，教授，博士，主要從事木質(zhì)資源加工與利用研究。E-mail:leiyafang@sina.com

TS652

A

1671-9387(2016)09-0128-07

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160809.0941.034.html