提高木材干燥速率的处理装置及利用该装置干燥木材的方法

摘要

本发明公开了一种提高木材干燥速率的预处理装置及处理方法，该装置包括内部具有空腔的木材处理室、超声波处理系统和温度控制系统。本发明方法通过对待干燥木材进行超声波预处理，使木材内部的抽提物通过溶液析出，将木材内部纹孔膜及部分薄壁组织打破，改善了木材的通透性，打通了木材内部的水分通道，改善了木材干燥品质，减少了干燥过程中的干燥缺陷，缩短了干燥周期，并且本发明的预处理装置设备简单，操作方便，处理工艺条件(超声波功率，频率，时间)可控，适宜处理各种木材。

说明书

技术领域

本发明涉及一种木材干燥的前处理装置及处理方法，特别涉及一种提高木材干燥速率的前处理装置及利用该装置处理木材的方法，属于木材干燥处理技术领域。 

背景技术

木材干燥过程在其能耗约占到木制品生产总能耗的40％～70％。对木材进行正确、合理的干燥处理,既是保证木制品质量的关键,又是合理利用和节约木材的重要手段。但是对于很多硬阔叶材来说，内含物多，渗透性差，对于速生材来说，生长应力较大，多应力木，含水率高且分布不均，心材含水率高于边材，如果直接采用传统的干燥方法容易出现皱缩，弓弯，变形等干燥缺陷，而且干燥周期也比较长，既耗时又耗能，所以在干燥之前，对木材进行预处理，释放木材生长应力，减少木材内部抽提物含量，提高其透气性，打通木材内部的水分通道，对缩短干燥时间，减少干燥缺陷具有重要意义。 

为了提高木材干燥速率，减少其干燥缺陷，很多学者在这方面进行了研究，公开号为CN 102873730A的专利公布了一种缩短木材干燥时间的预处理方法，此方法通过辊压对木材板材施行横向压缩，使得木材内水分移动的主要部位纹孔膜因外力作用，发生微观形态的破裂，水分由木材深层细胞向表层细胞移动路径的数量增多、微孔尺寸增大，水分的流动量和速度得到提升，木材干燥的时间明显缩短。授权公告号为CN 2721348Y的专利公布了一种多用途木材干燥机，它不仅能够对木材进行干燥处理，而且能够实施对干燥前木材的预处理，尤其适合于对内含物丰富或干燥前需预处理木材的干燥，具有提高效率，降低成本，节约能源的优点。申请号为200710143652.0的发明专利也公开了一种在保持木材本身的物理力学性能及外观完整的条件下，使木材内的毛细管全部或部分打开的木材内部微爆破方法。该发明方法是在压力罐内将木材通过加压，再瞬间释放压力的方法制造出的一类具有良好通透性的木质材料，为木材改性提供基础。虽然这些方法在一定程度上对木材进行预处理，有利于木材内部通道的打通，但是由于设备投资较大，而且不能将木材内部抽提物除去，不能从根本上解决木材透气性不好，干燥速率 低，干燥质量差的缺点。 

发明内容

本发明的目的是针对以上现有技术存在的技术问题而提供一种提高木材干燥速率的处理装置及利用该装置处理木材的方法，该处理装置和处理方法是在一定的溶液中对木材进行超声波处理，使得木材内部抽提物含量减少，水分通道被打通，增强了水分迁移速度，缩短了预处理木材后续干燥时间，降低了干燥过程中的应力，减少了木材的干燥缺陷。 

为实现本发明目的，本发明一方面提供一种提高木材干燥速率的预处理装置，包括木材处理室、超声波处理系统、温度控制系统，其中： 

所述木材处理室由内部具有空腔的本体和密封盖组成，其中所述内部空腔用于放置待处理木材；所述密封盖设置于木材处理室本体的顶部，用于封闭所述木材处理室； 

所述超声波处理系统由通过导线连接的超声波发生器和多个超声波换能器组成，对放置在木材处理室内的待处理木材进行超声处理； 

所述温度控制系统由通过导线连接的加热器、温度传感器、温度控制器组成，用于对放置在木材处理室内的待处理木材进行加热处理。 

其中，所述木材处理室本体由耐腐蚀性的材料制成。 

特别是，所述木材处理室本体由不锈钢材料或合金材料制成。 

尤其是，所述木材处理室整体呈长方体、正方体、圆柱体或球体形状，优选为长方体或正方体形。 

尤其是，所述木材处理室内部空腔的形状为长方体、正方体、圆柱体或球体形状，优选为长方体或正方体形。 

特别是，所述木材处理室的侧壁上设置进液口和/或排液口。 

所述进液口用于向所述木材处理室内部空腔中灌注处理木材的预处理液；所述排液口用于将木材处理室内的木材预处理液排出木材处理室。 

尤其是，所述进液口设置在处理室本体的侧壁的上部，用于向处理室内注入所述木材预处理液；所述排液口设置在处理室本体的侧壁的下部，用于排出木材处理后的处理液。 

其中，所述木材处理室本体的底部和侧壁封闭，顶端设置可开闭的密封盖。 

其中，所述密封盖与所述木材处理室本体顶部相匹配，用于封闭所述木材处理室。 

特别是，所述密封盖的形状与处理室本体的顶端的形状相同，其大小与处理室本体的顶端的大小相适应，用于密封处理室本体的顶端。 

其中，所述的多个超声波换能器均匀设置在所述木材处理室本体的外壁上。 

特别是，所述木材处理室本体的外壁为木材处理室本体的底部和侧壁的外表面。 

其中，所述单个超声波换能器的功率为50-500W，频率为20-100kHz。 

特别是，所述多个超声波换能器通过胶、胶带或螺栓固定在所述处理室本体的外壁上，并且均匀分布在木材处理室本体的外壁上。 

尤其是，超声波换能器与木材处理室本体的外壁紧密接触，紧密贴合在木材处理室本体外壁上，超声波发生器中产生的超声波通过超声波换能器输出超声波能量，木材处理室本体的外壁进入处理室本体的内部空腔中，作用于空腔中的预处理液，通过超声波在液体中的作用，如空化作用再去作用于浸没在预处理液中的待处理木材，改善木材的渗透性，在整个过程中一定要保证处理液的水位必须高于超声波换能器的位置。 

其中，所述加热器设置在所述木材处理室内部空腔的底部，加热木材处理室内部的预处理液，进而对浸没在预处理液中的待处理木材进行加热处理，并维持预处理温度。 

其中，所述温度传感器安装在处理室本体的空腔的底部，测定处理室内部预处理液温度，即测定木材预处理温度。 

通过导线彼此连接的加热器、温度传感器与温度控制器，用于控制处理室本体内预处理液的加热温度，当温度传感器检测到木材处理室内的预处理液温度达到或高于木材预处理设定的温度T₁时，温度控制器自动断开加热器；当检测到预处理液的温度低于木材预处理设定的温度T₁时，温度控制器自动开启加热器，对预处理液进行加热，直至预处理液温度达到木材预处理温度。 

特别是，所述预处理装置还包括对待处理木材进行预处理的预处理液，所述预处理液设置于所述预处理室的空腔内。 

其中，所述预处理液选择水或碱性溶液。 

特别是，所述碱性溶液的质量百分比浓度为0.01-10％，优选为0.5-2％，进一步优选为1％。 

尤其是，所述碱性溶液选择氢氧化钠溶液、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种，优选为氢氧化钠溶液。 

特别是，所述木材处理室还包括装材件，所述装材件设置在木材处理室内部空腔的 内部，用于放置待处理木材 

其中，所述装材件为具有孔隙的平板或网状体，利于木材处理室内的空气或液体自由循环流动，便于空气或液体自由穿过所述装材件。 

其中，所述平板状装材件，其两端与木材处理室空腔的内壁接触并固定；或者在平板状装材件的底部固定支脚，通过支脚支撑在木材处理室的空腔底部；或者在平板状装材件的底部安装滚轮，通过滚轮支撑在木材处理室的空腔底部。 

特别是，所述平板状装材件设置于木材处理室的中下部。 

其中，所述网状体装材件的底部为平板状。 

特别是，所述网状体装材件为具有孔隙结构的篮子或网。 

尤其是，具有孔隙的网状体装材件通过挂钩、绳子或螺栓固定在木材处理室的侧壁上。 

特别是，所述待处理木材放置在所述网状体的内部。 

其中，所述装材件水平放置在木材处理室空腔内。 

特别是，所述装材件设置于所述加热器的上部。 

尤其是，所述装材件与所述加热器之间的间隔距离为5-10cm。 

特别是，所述木材处理室还包括放置于待处理木材的顶部，用于将待处理木材浸没于预处理液内部的压紧件。 

压紧件防止待处理木材漂浮于预处理液的表面或露出预处理液表面，使得待处理木材始终浸没在预处理液内部。 

其中，所述压紧件为金属铸件。 

特别是，还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括计时器、电动开关和控制箱。 

其中，所述计时器根据需要进行自动计，设定预处理时间，即设定超声波发生器产生超声波的时间，每次预处理之前将计时器的时间调节为超声波预处理时间，开启超声波发生器后，为了防止超声波对人体的伤害，人离开，当预处理时间到了之后，预处理自动结束。 

特别是，所述控制箱通过导线分别与温度控制器、超声波发生器、电动开关、计时器相连接。 

自动控制系统通过电路与超声波发生器相连接，通过控制箱设置超声波发生器的功率和频率、控制超声波发生器开启或关闭，进而控制超声波换能器的功率、频率和超声波换能器的开启或关闭。 

自动控制系统通过电路与温度控制器相连接，通过控制箱设置木材预处理温度，电动开关的开闭控制加热器的开启或关闭，维持处理室内部处理液的温度。 

自动控制系统通过电路与计时器相连接，通过控制箱设置木材预处理时间。 

特别是，还包括外壳，设置在所述预处理装置的外侧，包裹所述预处理装置，将预处理装置的底部和侧壁密封在其内部。 

特别是，在外壳的底部还设置有底座，用于将木材处理装置固定，使其与地面平行。 

其中，所述底座可以上下调节处理装置的高度。 

特别是，在外壳的底部还安装有滚轮，可以自由移动木材处理装置。 

其中，在木材处理过程中，处理室通过底座与地面接触并固定在地面上，调节底座的高度，使其与地面平行；移动处理装置时，调节底座高度，使底座高度小于滚轮的高度，将底座缩短，拉动木材处理装置，移动至需要进行木材处理的地点。 

本发明另一方面提供一种利用上述木材预处理装置干燥木材的方法，包括如下步骤： 

1)将木材预处理液加入到所述木材处理室的空腔内； 

2)通过温度控制器设置木材处理过程中的处理温度T₁，然后开启加热器，对木材处理室内的处理液加热至木材处理温度T₁； 

3)将待处理木材码放在所述木材处理室内部空腔中，并使木材浸没在处理液中，然后盖上木材处理室的密封盖； 

4)通过设置超声波发生器的功率，超声波频率，调节超声波换能器的功率和频率，然后开启超声波发生器，对木材进行超声波处理； 

5)关闭超声波发生器，停止超声波处理后，取出超声波处理后的木材； 

6)对超声波预处理后的木材进行干燥处理。 

其中，步骤1)中加入到木材处理室内部的处理液的高度与处理室侧壁上设置的超声波换能器的最高位置相平齐。 

特别是，所述处理液选择水或碱性溶液。 

其中，所述碱性溶液的质量百分比浓度为0.01-10％，优选为0.5-2％，进一步优选为1％。 

特别是，所述碱性溶液选择氢氧化钠溶液、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种，优选为氢氧化钠溶液。 

其中，步骤2)中所述木材处理温度为10-90℃，优选20-50℃，进一步优选为40℃。 

其中，步骤3)中所述木材的厚度为1-10cm；优选为2-5cm。 

特别是，所述木材按照如下方式进行码放：将木材沿纵向一层一层水平堆积，同一层木材之间紧密接触，相邻两层的木材彼此平行排列，相邻两层木材之间用隔条隔开，隔条与木材长度方向相互垂直，而且隔条上下对齐。 

尤其是，所述隔条的厚度为10-30mm，优选为15-20mm。 

其中，步骤4)中调节所述超声波换能器的功率至每立方厘米待处理木材上施加的超声波功率为0.01-3W，优选为2-3W，也就是说，当待处理木材的总体积为100cm³时，超声波换能器的总功率为1-300W；当待处理木材的总体积为1000cm³时，超声波换能器的总功率为10-3000W。 

特别是，所述单个超声波换能器的频率为20-100kHz，优选为20-40kHz，进一步优选为28-40kHz。 

其中，步骤4)中所述超声波处理时间按照木材的厚度计为10-180min/cm，优选30-60min/cm，进一步优选为45-60min/cm，即如果待处理木材的厚度为1cm，则超声波处理时间为10-180min；如果待处理木材厚度为2cm，则超声波处理时间为20-360min；如果待处理木材厚度为5cm，则超声波处理时间为50-900min。 

其中，步骤6)中所述干燥处理为木材干燥领域任何已知的干燥方法，例如：真空干燥和常规干燥等。 

本发明在一定的介质溶液中，在一定的温度下采用不同功率和频率的超声波对木材进行预处理，由于超声波作用过程中的产生的机械作用对木材内部液体进行搅动产生的微射流，空化作用过程中产生的局部高温、高压区，以及由于空化泡闭合后产生局部冲击波，使得木材内部的很多水分通道(如导管，管胞，纹孔)被打通，木材内部抽提物含量减少，从而使得经过超声波预处理的木材的水分的渗透性增强，水分通道畅通，有利于干燥过程中木材内部水分的迁移，从而加快了木材干燥过程，缩短干燥周期；另外由于处理后的木材渗透性增强，使得木材干燥过程中内部水分移动速度和木材表面水分蒸发速度差值减小，使得含水率梯度减小，从而使得干燥过程中的应力减小，减少了干燥缺陷。 

本发明的优点体现在以下几个方面： 

1、采用本发明方法处理的木材的透气性增强，本发明打通了木材内部的水分通道，使木材在后续干燥过程中内部水分移动速度加快，改善了木材的透气性，为透气性差的 木材的后续利用提供了一种预处理方法。 

2、采用本发明方法处理的木材的内含物减少，本发明将木材内部抽提物析出，使得很多堵塞的水分通道被打通，有利于后期干燥过程中水分的快速移动，缩短了干燥周期,为内含物多的木材的后续利用提供了一种预处理方法。 

3、本发明不仅缩短了难干材的干燥周期，改善了木材干燥品质，而且还大大减少了木材后续干燥过程中的干燥缺陷。 

4、本发明方法处理后的木材干燥去除相同含水量所需时间短，经本发明方法处理后的木材的干燥速率是未经处理木材的干燥速率的2.25倍以上，达到3.7倍，显著提高了木材的干燥速度和效率。 

5、本发明的预处理设备中，处理温度可以任意调节，超声波处理的功率，频率可以进行无极调节，适宜处理各种性质的木材，特别适合于提高内含物较多、透气性差的难干材的干燥速率。 

6、整个处理过程中的温度和超声波功率，频率以及处理时间可以由机器完全自动控制，自动化程度高，省时省力。 

7、本预处理设备结构简单，预处理方法操作方便，处理过程中工艺控制条件易控，适合处理各种木材，适宜大规模推广应用。 

8、本预处理设备四角均安装有移动滚轮，可以随处移动，便于安装运输。 

附图说明

图1是本发明木材处理装置的结构示意图； 

图2是图1中沿A-A的剖视图。 

附图标记说明：1、木材处理室；11、进液口；12、排液口；13、密封盖；14、空腔；15、外壁；16、处理室本体；17、隔条；2、超声波处理系统；21、超声波换能器；22、超声波发生器；23、导线；3、温度控制系统；31、加热器；32、温度传感器；33、温度控制器；4、预处理液；5、装材件；51、材堆；6、压紧件；7、自动控制系统；71、计时器；72、控制箱；8、底座；9、滚轮；10、外壳。 

具体实施方式

下面参照附图，详细描述实施本发明中的提高木材干燥速率的预处理装置及处理的方法的具体实施例。 

本发明涉及一种提高木材干燥速率的预处理装置及处理方法，该方法主要用于木材干燥之前的预处理，特别适合于提高内含物较多、透气性差的难干材的干燥速率，属于木材预处理技术领域。 

如图1所示，本发明的提高木材干燥速率的预处理装置由不锈钢制成的木材处理室1、超声波系统2和温度控制系统3组成。 

参照图1、2，木材处理室1由耐腐蚀材料制成，包括内部具有放置待处理木材的空腔14的本体16和密闭木材处理室顶部的密封盖13，内部空腔14的截面为矩形，空腔的四周和底部封闭，可开闭的密封盖13与木材预处理室空腔的顶部相匹配，其形状与处理室本体的顶端的形状相同，其大小与处理室本体的顶端的大小相适应。在木材处理室空腔侧壁的上部开设有用于加入预处理液4的进液口11，木材处理室空腔侧壁的下部开设用于排出处理液的排液口12。木材处理液通过进液口灌注入木材处理室的空腔内或打开密封盖13，木材处理液直接从空腔顶部注入木材处理室，浸没待预处理木材。 

木材处理室1的本体16的外壁由处理室1的空腔14的底部和四周的侧壁的外表面组成。 

本发明实施例中木材处理室1为横卧的长方体形，内部具有截面呈矩形的空腔14，本发明中木材处理室的形状除了为横卧的长方体形之外，其他任何形状均适用于本发明，例如圆柱体、球形、立方体形等均适用于本发明。 

本发明实施例中木材处理室由不锈钢制成，其它任何耐腐蚀材料均适用于本发明。 

木材处理室的空腔内设置有放置待预处理木材的装材件5，装材件为具有孔隙的平板或具有孔隙的篮子，处理液能自由穿过装材件。装材件将处理室内部的空腔分成上下两部分，装材件5以上的部分形成放置待处理木材的空间，在装材件5的下部形成放置加热器31、温度传感器32的空间。装材件的形状与处理室相同，其大小略小于处理室；装材件上的空隙利于处理液在整个处理室内流通和循环。 

装材件可以是水平安置在木材处理室内部空腔的具有孔隙的平板，其左右两端分别与木材处理室空腔的内壁相接触，以便将装材件4支撑在空腔内；具有孔隙的平板状装材件还可以在其底部固定支脚，装材件通过支脚支撑在木材处理室的空腔内壁上；或者在具有孔隙的平板状装材件的底部安装滚轮，通过滚轮支撑；还可以通过挂钩、螺栓或绳子等固定在处理室上的具有孔隙的网状体。 

本发明实施例选用具有孔隙的的篮子(即具有孔隙的网状体)，通过挂钩悬挂在木 材处理室的四壁上，待处理木材放置在篮子的底部中心位置。 

预处理液4放置在木材处理室内部，预处理液的高度与设置在处理室侧壁外表面上的超声波换能器的最高位置相平齐，处理液选择水或碱性溶液，碱性溶液优选为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为0.5-2％，进一步优选为1％。 

压紧件6为具有一定重量的金属铸件，其上表面带有把手或凹槽，利于拿起或放下。将所述压紧件放置于待处理木材的上表面，与待处理木材直接接触，防止木材漂浮或露出处理液表面，使得待处理木材始终浸没在处理液内部。 

隔条17用于将相邻两层之间的木材彼此隔开，使木材的上下表面均能预预处理也充分的接触。隔条的方向与木材长度方向垂直，并且上下对齐。隔条的厚度为10-30mm，优选为15-20mm。 

超声波处理系统2包括超声波发生器22和多个超声波换能器21，以及连接所述超声波换能器和超声波发生器的导线23，其中，超声波换能器均匀安装在木材处理室1的外壁上，即均匀安装在处理室1的底部和侧壁的外侧，也就是说在处理室1的底部和侧壁的外侧均匀设置若干个相互并联的超声波换能器，超声波换能器均匀分布在处理室的外壁上；超声波发生器通过导线23与超声波换能器，开启超声波发生器之后，由于超声波换能器与木材预处理室1的外壁紧密接触，超声波从超声波换能器中产生后通过木材处理室的外壁进入处理室空腔内部的预处理液中，超声波通过液体作用于待处理木材上，所以在整个过程中一定要保证处理液的水位必须高于超声波换能器的位置。 

温度控制系统3由加热器31、温度传感器32和温度控制器33组成，加热器设置在处理室的空腔14的下部，并且加热器31位于装材件5的下部；温度传感器32均匀设置在处理室空腔的底部，通过导线与温度控制器33相连，测定处理室内部处理液的温度；温度控制器33通过导线与加热器31相连接，用于对处理室内的处理液进行加热处理，当温度传感器检测到木材处理室内的处理液温度达到或高于木材预处理设定的温度T₁时，温度控制器33自动断开加热器；当检测到处理液的温度低于木材预处理设定的温度T₁时，温度控制器33自动开启加热器，对处理液进行加热，直至处理液温度达到木材预处理温度。 

自动控制系统7包括计时器71、电动开关(附图中未标示)和控制箱72。自动控制系统的控制箱72通过电路分别与温度控制器、超声波发生器、电动开关、计时器相连接，并且温度控制器、超声波发生器、计时器设置在控制箱内部。 

温度传感器32实际测得的处理液温度(即T)与木材预处理过程中设定的温度(T₁) 进行相互比较，按照不同的比较结果控制预处理装置中的电动开关的开启或关闭。 

自动控制系统还通过电路与超声波发生器22相连接，设置超声波发生器的功率和频率、还通过计时器控制超声波发生器开启或关闭，进而控制控制超声波换能器21的功率、频率和超声波换能器的开启或关闭。 

本发明的提高木材干燥速率的预处理装置还包括外壳10，将木材预处理室、超声波换能器以及连接超声波换能器的导线、连接加热器、温度传感器的导线包裹在外壳的内部。外壳的底部还可以设置底座8和滚轮9，底座8用于将预处理装置固定于地面上，底座可以调节高度，使木材处理室与地面平行。滚轮9用于实现木材预处理装置的自由移动。 

下面说明本发明提高木材干燥速率的预处理装置的工作过程： 

首先打开木材处理室1的进液口11，将处理液4通过进液口11灌入到木材处理室1的空腔14内，直到处理液的高度与设置在处理室四壁外侧的超声波换能器的最高位置相平齐或略高于超声波换能器的最高位置，关闭进液口11，停止进液； 

通过控制箱2对木材预处理过程中的处理温度、超声波公路车和频率、以及处理时间进行设定；设定木材预处理过程中处理液4的温度，即通过控制箱72设定温度控制器33的温度为10-90℃；设定木材预处理过程中超声波的功率和频率，即通过控制箱72设定超声波发生器22的功率，使得每立方厘米木材上施加的超声波功率为0.01-3W，频率为20-100kHz；设定处理时间，即通过控制,72设定计时器71的处理时间，使得木材预处理时间为每厘米厚的木材处理10-180min； 

开启温度控制器33和加热器31，对预处理液进行加热，当温度传感器32检测到处理室1内的处理液4的温度达到预设温度时，温度控制器33自动断开加热器31，停止对处理液的加热；当温度传感器32检测到处理室1内的处理液4的温度低于预设温度时，温度控制器33自动开启加热器31，对处理液进行加热，直到达到预设温度为止；以此来维持处理液的温度为预设温度； 

将据切好的待处理木材放置在装材件5上，沿纵向一层一层水平堆积，同一层木段之间紧密接触，相邻两层的木段彼此平行排列，相邻两层木段之间用隔条15隔开，隔条与木段长度方向相互垂直，且隔条上下对齐；如果待处理木材漂浮于处理液上，将压紧件放置于待处理木材的上表面，使其完全浸没于处理液中； 

盖上密封盖13，开启超声波发生器22和计时器71，通过超声波换能器21对放置在 装材件上的待处理木材进行超声波处理，当达到计时器的预设时间时，自动控制系统7自动关闭超声波发生器22，停止超声； 

打开木材处理室1的排液口12，排出处理液4，取出预处理后的木段，预处理完成。 

本发明实施例中所处理的木材采用杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)、杨木(Populus spp.)，其中，杉木采自北京，平均气干密度为0.40g/cm³，含水率为85-90％左右；杨木采自山东，平均气干密度为0.45g/cm³，含水率为85-90％；将杉木和杨木制成尺寸分别为1000mm(长度)×200mm(宽度)×20mm(厚度方向)的木块，按照国家标准GB1928－91锯切。 

实施例1 

取尺寸为1000mm(长度)×200mm(宽度)×20mm(厚度)的杉木木段进行超声波预处理，以打通木材内部水分通道，为后续木材干燥处理缩短干燥时间。 

本发明实施例中木材厚度除了2cm为例之外，其他厚度为1-10cm的木材也适用于本发明，木材厚度优选为2-5cm。 

1、打开进液口11，处理液(即水)4通过进液口11灌入木材处理室内部的空腔14中，处理室内的处理液的高度与设置在处理室四壁外侧的超声波换能器的最高位置相平齐或略高于超声波换能器的最高位置； 

本发明实施例中的处理液除了使用水之外，还可以使用碱性溶液，碱性溶液的质量百分比浓度为0.01-10％，优选为1％，例如质量百分比浓度为1％的氢氧化钠溶液。 

2、在自动控制系统的控制箱上设置木材预处理过程中处理液的温度为40℃，即通过控制箱设定温度控制器33的温度为40℃；设定木材预处理超声波处理过程中超声波发生器的功率和频率，调节超声波发生器，使得超声波换能器的功率为每立方厘米待处理木材上的超声波功率为3W，选择超声频率为28kHz，即通过控制箱设定超声波发生器的功率使得每立方厘米待处理木材上的超声波换能器的功率为3W，频率为28kHz；设定计时器的处理时间为0.5h，即通过控制箱设定超声处理时间为0.5h，木材预处理时间为按木材厚度计算，每厘米厚的木材处理15min； 

本发明实施例中木材预处理温度除了选择40℃之外，其他如10-90℃的处理温度也适用于本发明，木材预处理温度优选为20-50℃。 

3、开启温度控制器33和加热器31，对预处理液进行加热，直至温度传感器检测到 处理室内的处理液的温度达到并保持为40℃； 

4、将码成垛的杉木放置在装材件5(即具有孔隙的篮子)上，其中杉木按照如下方式进行码垛： 

将尺寸为1000mm(长度)×200mm(宽度)×20mm(厚度)的杉木木段沿纵向一层一层水平堆积，同一层木段之间紧密接触，相邻两层的木段彼此平行排列，相邻两层木段之间用隔条17隔开，隔条与木段长度方向相互垂直，隔条的厚度为15mm，而且隔条上下对齐； 

5、盖上设置在处理室顶部的密封盖13，开启超声波发生器，对放置在装材件上的杉木进行超声波处理，并同时开启计时器，开始计时； 

6、当木材预处理0.5h后，自动控制系统自动关闭超声波发生器，然后打开排液口12，排出处理液，并取出预处理后的木段。 

实施例2 

除了超声波预处理时间为1h之外，其余与实施例1相同。 

实施例3 

除了超声波预处理时间为1.5h之外，其余与实施例1相同。 

实施例4 

除了超声波预处理时间为2h之外，其余与实施例1相同。 

实施例5 

除了超声波预处理过程中超声波的频率为时间为40kHz之外，其余与实施例1相同。 

实施例6 

除了超声波预处理时间为1h，超声波预处理过程中超声波的频率为时间为40kHz之外，其余与实施例1相同。 

实施例7 

除了超声波预处理时间为1.5h，超声波预处理过程中超声波的频率为时间为40kHz之外，其余与实施例1相同。 

实施例8 

除了超声波预处理时间为2h，超声波预处理过程中超声波的频率为时间为40kHz之外，其余与实施例1相同。 

实施例9 

除了超声波预处理的每立方厘米待处理木材上的超声波功率为1W，超声波预处理时间为1.5h之外，其余与实施例1相同。 

实施例10 

除了超声波预处理的每立方厘米待处理木材上的超声波功率为2W，超声波预处理时间为1.5h之外，其余与实施例1相同。 

实施例11 

除了超声波预处理的每立方厘米待处理木材上的超声波功率为1W，超声波的频率为时间为40kHz，超声波预处理时间为1.5h之外，其余与实施例1相同。 

实施例12 

除了超声波预处理的每立方厘米待处理木材上的超声波功率为2W，超声波的频率为时间为40kHz，超声波预处理时间为1.5h之外，其余与实施例1相同。 

试验例  木材干燥试验 

将实施例1-12制备的预处理木材和实施例1-12中使用的未经过任何处理原杉木木段置于干燥箱内，加热，进行干燥处理，干燥过程中，将干燥温度调节为60℃，干燥压力为0.06MPa，整个过程中系统自动控制温度和压力，直到最后木材的含水率低于10％，干燥结束；实时测定木材的含水率，直至木材的含水率达到10％时停止干燥。 

木材干燥至含水率为10％时的干燥时间，干燥速率如表1所示。 

表1  木材干燥时间、干燥速率 

  干燥时间(h) 初始含水率(％) 干燥速率(％/h)

[0154] 

实施例1 21.85 89 3.62 实施例2 20.09 90 3.98 实施例3 15.24 88 5.12 实施例4 15.8 86 4.81 实施例5 20.14 85 3.72 实施例6 20.18 86 3.77 实施例7 13.59 89 5.81 实施例8 13.88 87 5.55 实施例9 19.98 89 3.95 实施例10 17.76 88 4.39 实施例11 18.35 90 4.36 实施例12 15.14 86 5.02 未处理 41.22 85 1.82

试验结论表明： 

1、采用本发明方法预处理后的木材进行干燥处理，去除相同量的含水量所需时间缩短，提高了木材的干燥速度，经过本发明方法预处理后的木材进行干燥处理，木材的干燥速率快，短时间预处理(仅15min/cm)后的木材干燥速率是未经超声波预处理木材的干燥速率的1.80倍以上，达到3.2倍，显著提高了木材的干燥速度和效率。 

2、本发明方法预处理后的木材进行干燥处理，缩短了干燥时间，提高了干燥效率，说明本发明的超声波预处理在超声波机械作用，空穴作用等特征使得木材内部的水分通道被打通，木材的透气性增强，使得预处理后的木材在干燥过程中木材内部水分移动速度加快，而且木材在实际干燥中在较低温度下干燥就能获得比较快的干燥速率，大大减少了木材后续干燥过程中的干燥缺陷，使得木材降等减少。