常压过热蒸汽干燥优势
过热蒸汽干燥
过热蒸汽干燥过热蒸汽干燥(SuperheatedSteamDrying)是一项最近发展起来的新技术，它是指利用过热蒸汽直接与被干物料接触而去除水分的一种干燥方式.与传统的热风干燥相比，过热蒸汽干燥以水蒸气作为干燥介质，于燥机排出的废气全部是蒸汽利用冷凝的方法可以回收蒸汽的潜热再加以利用，因而热效率较高。
并且由于水蒸气的热容量要比空气大1倍，干燥介质的消耗量明显减少，故单位热耗低。
根据国际干燥协会主席Mujumdar介绍，过热蒸汽干燥的单位热耗仅为1000-1500kj/kg水，为普通热风干燥热耗的1/3，是一种很有发展前景的干燥新技术。
普通热风干燥时物料表面会形成硬壳，阻碍水分蒸发，而过热蒸汽干燥所用的干燥介质是蒸汽，不会形成硬壳，不会氧化褐变，收缩较小，故干燥的品质较好。
过热蒸汽的传热系数大，干燥效率高，有时可达90%，据英国学者Stubbing介绍英国每年干燥去水量为2700万吨，如果把热风干燥全部改成过热蒸汽干燥，一年可节约3亿英磅，此外过热蒸汽干燥对环境无污染，无起火爆炸危险，蒸发的水分本身就可作为干燥介质。
由于过热蒸汽干燥具有以上优点，近年来美国、加拿大百德国、日本、新西兰、丹麦和英国等发达国家已将过热蒸汽干燥技术用于烘干木材及木头压块煤炭、纸张、甜菜渣、陶瓷、蚕茧、污泥、酒糟、牧草、鱼骨和鱼肉、蔬菜、食品以及城市废弃物等多种物料。
在我国，过热蒸汽干燥技术基本上未得到应用，很少有人进行这方面的研究。
因此，掌握这一干燥技术，对提高干燥效率，降低干燥能耗，减少环境污染具有重要意义。
为此，将过热蒸汽干燥技术的现状，发展和问题综述如下。
1过热蒸汽干燥的优点1.1节能效果显著利用过热蒸汽作干燥介质的节能效果已被很多学者所证实。
瑞典学者Svenson用(2-5)×l05Pa压力的过热蒸汽干燥纸浆，每吨耗能0.4·0.5GJ，而用普通的闪蒸干燥机则为3~3.5GJ，每吨纸浆的花费由19美元降到10美元。
蒸汽烘干原理
蒸汽烘干原理蒸汽烘干是一种常见的工业干燥方法，它利用蒸汽的热量将物料中的水分蒸发，从而达到干燥的目的。
蒸汽烘干具有快速、高效、节能的特点，被广泛应用于食品、化工、医药等行业。
本文将介绍蒸汽烘干的原理及其应用。
蒸汽烘干的原理是利用蒸汽的热量将物料中的水分蒸发。
在蒸汽烘干设备中，蒸汽通过加热装置产生高温高压的蒸汽，然后通过管道输送到烘干室。
物料进入烘干室后，受热的蒸汽与物料表面接触，将水分蒸发，然后通过通风系统将潮湿的空气排出，从而实现物料的干燥。
蒸汽烘干的过程可以分为加热、传热和传质三个阶段。
首先是加热阶段，蒸汽在加热装置的作用下被加热至高温高压状态，然后输送到烘干室。
接下来是传热阶段，高温高压的蒸汽与物料表面接触，将热量传递给物料，使水分蒸发。
最后是传质阶段，水分随着蒸汽一起被带出烘干室，通过通风系统排出。
蒸汽烘干具有许多优点。
首先，蒸汽是一种清洁的能源，不会产生污染物，符合环保要求。
其次，蒸汽的热量传递效率高，可以快速将物料中的水分蒸发，提高生产效率。
此外，蒸汽烘干设备结构简单，维护方便，使用成本低，适用于各种物料的干燥。
蒸汽烘干广泛应用于食品、化工、医药等行业。
在食品行业，蒸汽烘干常用于干果、蔬菜、肉制品等的干燥，可以保持食品的营养成分和口感。
在化工行业，蒸汽烘干常用于化肥、塑料、颜料等产品的生产，可以提高产品的质量和市场竞争力。
在医药行业，蒸汽烘干常用于药材、中药饮片等的干燥，可以保持药材的有效成分和药效。
总之，蒸汽烘干是一种快速、高效、节能的干燥方法，具有广泛的应用前景。
随着工业技术的不断进步，蒸汽烘干设备将会更加智能化、自动化，为各行业的生产提供更好的解决方案。
蒸汽的种类及用途
本词条缺少信息栏，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来编辑吧！亦称“水蒸气”。
根据压力和温度对各种蒸汽的分类为：饱和蒸汽，过热蒸汽。
蒸汽主要用途有加热/加湿；产生动力；作为驱动等。
目录1分类2饱和蒸汽3过热蒸汽4用途▪用于加热/加湿的蒸汽▪用于动力/驱动的蒸汽▪用于降温的蒸汽▪用于清洗的蒸汽5产生方式▪蒸发▪沸腾6提高品质7加热过程根据压力和温度对各种蒸汽的分类见右图2饱和蒸汽当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。
由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。
开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。
当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。
在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸汽（也称饱和蒸汽）。
饱和蒸汽加热的优缺点饱和蒸汽具有很多优点，特别是在100℃（212 ℉）及以上的温度下，这使得它成为了出色的热源，其中的一些优点如下：特点优点利用潜热快速，均匀的加热提高产品质量和生产效率控制压力就可以控制温度可以迅速的确定和控制温度传热系数高要求传热面积相对较小，能够有效的减少初期的设备投入。
原料是水安全清洁且低成本使用饱和蒸汽加热产品必须牢记以下几点：1.如果在加热过程中如果不使用干饱和蒸汽可能会造成产品加热效率降低，和常识相反的是，锅炉所产生的蒸汽往往都不是干蒸汽，而是包含着一些没有完全蒸发的水分子的湿蒸汽。
2.热辐射的热量损失使得一些蒸汽凝结，因此湿蒸汽会更加潮湿，并且形成冷凝水。
因此，必须在管道适当的部位安装疏水阀从而将冷凝水排出。
13种煤气化工艺的优缺点及比较解析
13种煤气化工艺的优缺点及比较有煤炭资源的地方都在规划以煤炭为原料的建设项目，这些项目都碰到亟待解决原料选择问题和煤气化制合成气工艺技术方案的选择问题。
现就适合于大型煤化工的比较成熟的几种煤气化技术作评述，供大家参考。
1、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术这是目前我国生产氮肥的主力军之一，其特点是采用常压固定层空气、蒸汽间歇制气，要求原料为25-75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风气放空对大气污染严重。
从发展看，属于将逐步淘汰的工艺。
2、常压固定层间歇式无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术这是从间歇式气化技术发展过来的，其特点是采用富氧为气化剂，原料可采用8-10mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术的改进。
3、鲁奇固定层煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气，不推荐用以生产合成气。
4、灰熔聚流化床粉煤气化技术中科院山西煤炭化学研究所的技术，2001年单炉配套20kt/a合成氨工业性示范装置成功运行，实现了工业化，其特点是煤种适应性宽，可以用6-8mm以下的碎煤，属流化床气化炉，床层温度达1100℃左右，中心局部高温区达到1200-1300℃，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状排出。
床层温度比恩德气化炉高100-200℃，所以可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤，以及石油焦，投资比较少，生产成本低。
缺点是气化压力为常压，单炉气化能力较低，产品中CH4含量较高（1%-2%），环境污染及飞灰综合利用问题有待进一步解决。
此技术适用于中小氮肥厂利用就地或就近的煤炭资源改变原料路线。
5、恩德粉煤气化技术恩德炉实际上属于改进后的温克勒沸腾层煤气化炉，适用于气化褐煤和长焰煤，要求原料为不粘结或弱粘结性、灰分小于25%-30%，灰熔点高（ST大于1250℃）、低温化学活性好的煤。
过热蒸汽处理对松脂的松节油含量和软化点的影响
林业工程学报，２０２４，９（１）：８５－９１ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２３０６００１收稿日期：２０２３－０６－０２㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－０８－３０基金项目：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金（ＣＡＦＹＢＢ２０２１ＱＡ００３）㊂作者简介：曹惠敏，男，研究方向为木材脱脂干燥㊂通信作者：周永东，男，研究员㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｙｄ＠ｃａｆ．ａｃ．ｃｎ过热蒸汽处理对松脂的松节油含量和软化点的影响曹惠敏１，２，黄赛赛１，周永东１∗，伊松林２，殷方宇１，高鑫１，周凡１（１．中国林业科学研究院木材工业研究所，北京１０００９１；２．北京林业大学材料科学与技术学院，北京１０００８３）摘㊀要：松脂渗出是含脂松木利用中的一个严重问题，探究过热蒸汽处理对松脂的松节油含量和软化点的影响可为含脂木材过热蒸汽干燥工艺制定提供理论依据㊂采用两阶段过热蒸汽处理工艺对松脂进行热处理，通过热重分析仪（ＴＧＡ）㊁热机械分析仪（ＴＭＡ）㊁色度计和高效液相色谱⁃质谱（ＨＰＬＣ⁃ＭＳ）等测试技术，分析了过热蒸汽处理对松脂的残余松节油含量㊁软化点㊁颜色和化学成分变化的影响，并检测和评估了过热蒸汽处理木材的抗松脂渗出效果㊂结果表明，在过热蒸汽处理阶段Ⅰ，随着处理时间的增加，松节油含量降低，并且去除效率也降低，这是由松节油含量降低后松脂变得黏稠所致㊂在过热蒸汽处理阶段Ⅱ，随着温度的升高和处理时间的增加，残余松节油含量降低，松脂软化点提高㊂残余松节油含量与松脂软化点高度相关，松节油含量越低，松脂软化点则越高，其中１６０ħ处理９ｈ的松脂样品软化点可达６０ħ以上㊂但松脂的软化点不仅受残余松节油含量影响，也受到高温的改性作用，因为过热蒸汽处理可使松脂颜色加深，并导致松脂发生脱氢㊁异构化和氧化反应㊂木材的抗松脂渗出试验表明，过热蒸汽处理可有效避免含脂木材松脂渗出，因此可将松脂的过热蒸汽处理工艺调整后应用于松木锯材干燥，避免木制品在使用过程中发生松脂渗出㊂关键词：松脂；松节油；溢脂；软化点；过热蒸汽；木材干燥中图分类号：ＴＳ６５㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２４）０１－００８５－０７ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｐｉｎｅｒｅｓｉｎＣＡＯＨｕｉｍｉｎ１，２，ＨＵＡＮＧＳａｉｓａｉ１，ＺＨＯＵＹｏｎｇｄｏｎｇ１∗，ＹＩＳｏｎｇｌｉｎ２，ＹＩＮＦａｎｇｙｕ１，ＧＡＯＸｉｎ１，ＺＨＯＵＦａｎ１（１．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷｏｏｄＩｎｄｕｓｔｒｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｉｎｉｎｐｉｎｅｗｏｏｄｐｏｓｓｅｓｓｅｓｆｌｕｉｄｉｔｙ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｅｖｉｄｅｎｔａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｒｉｓｅ，ｌｅａｄｉｎｇｔｏｒｅｓｉｎｓｏｆｔｅｎｉｎｇａｎｄａｎａｕｇｍｅｎｔｅｄｆｌｕｉｄｉｔｙ．Ｔｈｉｓｌｅａｄｓｔｏｒｅｓｉｎｅｘｕｄａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｕｓｅｏｆｐｉｎｅｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｂｏｔｈｕｎｓｉｇｈｔｌｙａｐｐｅａｒａｎｃｅａｎｄｄｉｍｉｎｉｓｈｅｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｒｅｍｏｖａｌａｎｄｆｉｘａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｎａｒｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｆｏｒｒｅｓｉｎｏｕｓｗｏｏｄ．Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｓｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｓｏｆ⁃ｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｒｅｓｉｎ，ｓｏａｓｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｄｒｙｉｎｇｓｃｈｅｄｕｌｅｏｆｒｅｓｉｎｏｕｓｗｏｏｄ．Ｈｅｎｃｅ，ｔｈｅｒｅｓｉｎｉｓｈｅａｔ⁃ｔｒｅａｔｅｄｕｓｉｎｇａｔｗｏ⁃ｓｔａｇｅｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｐｒｏｃｅｓｓ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｚｅｒ（ＴＧＡ），ｔｈｅｒｍｏｍｅ⁃ｃｈａｎｉｃａｌａｎａｌｙｚｅｒ（ＴＭＡ），ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ，ａｎｄｌｉｑｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ⁃ｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＨＰＬＣ⁃ＭＳ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔ，ｃｏｌｏｒ，ａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏ⁃ｓｉｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｎｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｎｔｉ⁃ｒｅｓｉｎｅｘｕｄａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｔｒｅａｔｅｄｗｏｏｄｗａｓａｌｓｏｔｅｓｔｅｄａｎｄｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ，ｉｎｔｈｅｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｔａｇｅⅠ，ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｉｍｅ，ｔｈｅｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｌｓｏｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｒｅｓｉｎｂｅｃａｍｅｓｔｉｃｋｅｒａｆｔｅｒｔｈｅｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔｄｅｃｒｅａｓｅｄ．ＩｎｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｔａｇｅⅡ，ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｉｍｅ，ｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔｄｅｃｒｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｐｉｎｅｒｅｓｉｎｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔｗａｓｈｉｇｈｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｒｅｓｉｎ．Ｔｈｅｌｏｗｅｒｔｈｅｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｈｅｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｒｅｓｉｎ．Ｔｈｅｒｅｓｉｎｓａｍｐｌｅｔｒｅａｔｅｄａｔ１６０ħｆｏｒ９ｈｅｘｈｉｂｉｔｓａｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｅｘｃｅｅｄｉｎｇ６０ħ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｒｅｓｉｎｉｓｎｏｔｏｎｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅ，ｂｕｔａｌｓｏｂｙｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｔｒｅａｔｍｅｎｔｃａｎｄｅｅｐｅｎｔｈｅｃｏｌｏｒｏｆｒｅｓｉｎａｎｄｌｅａｄｔｏｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ，ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｎ．Ｔｈｅａｎｔｉ⁃ｒｅｓｉｎｅｘｕｄａｔｉｏｎｔｅｓｔｏｆｗｏｏｄｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｕｐｅｒｈｅａ⁃ｔｅｄｓｔｅａｍｔｒｅａｔｍｅｎｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｖｏｉｄｒｅｓｉｎｅｘｕｄａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｎｏｕｓｗｏｏｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｔｒｅａｔｍｅｎｔ林业工程学报第９卷ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｒｅｓｉｎｃａｎｂｅａｄｊｕｓｔｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｄｒｙｉｎｇｏｆｐｉｎｅｓａｗｎｔｉｍｂｅｒｔｏａｖｏｉｄｒｅｓｉｎｅｘｕｄａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｕｓｅｏｆｗｏｏｄｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｂｙｅｍｐｌｏｙｉｎｇｔｈｉｓｓｔｒａｔｅｇｙ，ｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｒｅｓｉｎｏｕｓｗｏｏｄｃａｎｂｅｅｎｈａｎｃｅｄ，ｔｈｅｒｅｂｙｂｒｏａｄｅｎｉｎｇｉｔｓｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｉｎ；ｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅ；ｒｅｓｉｎｅｘｕｄａｔｉｏｎ；ｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔ；ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍ；ｗｏｏｄｄｒｙｉｎｇ㊀㊀松脂渗出是含脂松木利用中的一个严重问题，当环境温度升高，尤其是阳光照射时可以使木材表面温度达到６０ħ［１］，松脂流动性会增加，极易发生松脂渗出现象㊂松脂渗出会产生变色㊁油漆鼓泡㊁脱胶等一系列问题，影响木制品的美观及使用效果［２－４］㊂针对松脂渗出，国内外学者对脱脂做了大量的研究，其中包括干燥法㊁溶剂气相法㊁微波法㊁碱液皂化法㊁酸性脱脂法以及综合法㊂尽管常规干燥的脱脂效果不佳，只能脱除木材表层的部分松脂［５］，但由于干燥法需要的设备简单㊁不涉及化学药剂以及适合大批量处理，目前仍然是木材脱脂的主流技术㊂目前，我国木材加工利用企业多在干燥开始时采用预蒸的手段对木材进行脱脂，但往往是根据经验判断㊂蔡家斌等［６］研究了汽蒸温度和时间对兴安落叶松脱脂率的影响，结果表明，提高汽蒸温度可以提升木材脱脂率，厚板相较于薄板需要更长时间的脱脂处理㊂程曦依等［７］研究了马尾松的过热蒸汽干燥脱脂特性，结果表明，过热蒸汽干燥材无溢脂现象发生，达到一级脱脂松木锯材标准；过热蒸汽干燥处理破坏了树脂道内的薄壁细胞，处理后的树脂道内残存有固态松香㊂平立娟等［８］研究了高温高湿处理对樟子松脱脂率及微观结构的影响，结果表明，高温高湿处理的脱脂速率约为常规干燥脱脂速率的２．６７倍，且横断面上含脂率分布更均匀，厚度上含脂率梯度更小㊂这些研究表明，蒸汽或过热蒸汽处理可以脱除木材中的松脂，但研究主要集中在木材微观构造㊁脱脂率和干燥质量上，并没有深入研究松脂在干燥过程中的物理或化学变化㊂松脂是混合物，大约含有３０％的松节油和７０％的松香［９］，松脂中松节油的含量显著影响松脂的软化点［１０］㊂干燥会使松节油蒸发，降低松脂的流动性，提升松脂的软化点，从而将松脂固定在木材内部，避免温度变化引起松脂渗出㊂因此研究干燥过程中松节油含量的变化和剩余松脂软化点是必要的，这有助于制定木材脱脂工艺；但直接研究干燥过程中木材内部松脂的物理与化学变化难度较高，木材内部的松脂存在于树脂道㊁细胞腔和细胞间隙中，且木材中含有水分，因此无法直接测定松节油含量和松脂软化点，此外，化学分析也受到木材成分的干扰㊂如能针对松脂进行研究，再将研究结果转移到木材上，可简化研究对象，从而获取松脂在干燥过程中的物理和化学变化㊂鉴于此，本研究以松脂为研究对象，设计了两阶段过热蒸汽处理工艺以模拟木材干燥过程，表征并分析了不同工艺处理后松脂的残余松节油含量和松脂软化点，以及松脂的颜色变化和化学成分变化，并在辐射松木材上进行了验证试验㊂以期为含脂木材的脱脂与干燥工艺制定提供理论依据，为木材干燥过程中松节油含量变化规律以及松脂的固化规律研究提供借鉴㊂１㊀材料与方法１．１㊀试验材料松香和松节油采购于麦克林生化科技有限公司（中国上海），均为分析纯试剂㊂将松香研磨至１００目（１５０μｍ），添加松节油（质量分数３０％），用于模拟新鲜的松脂㊂配置好的松脂溶液密封储存２４ｈ，确保松香溶解㊂试验前将松脂（１０ｇ）加入锡纸容器中，用于过热蒸汽处理㊂共制备了３６个样本，每组试验设置了３个重复，用于测试㊂对照组为未处理松香，加入锡纸容器中，在１２０ħ烘箱中加热１０ｍｉｎ，取出后冷却制备测试样品，制备了３个重复㊂辐射松（Ｐｉｎｕｓｒａｄｉａｔａ）木材进口自新西兰，树龄２０ ２５ａ，胸径为４００ ５００ｍｍ㊂试验前选择原木的中段心材部分锯切为５００ｍｍˑ５０ｍｍˑ２０ｍｍ（ＬˑＴˑＲ）试样用于过热蒸汽脱脂与干燥试验，参照ＬＹ／Ｔ１０６８ ２０１２‘锯材窑干工艺规程“，测定木材的初始含水率为（２８．３ʃ２．９）％㊂共制备了１２个样本，每个工艺条件设置３个重复㊂１．２㊀研究方法１．２．１㊀过热蒸汽处理过热蒸汽处理试验在自行设计的高温干燥试验设备上进行㊂该设备精确控制温度为ʃ１ħ，可通过传感器对氧气浓度进行监测，并通过水蒸气浓度对氧气浓度进行调控㊂本试验在常压下进行，松脂的过热蒸汽处理试验工艺如表１所示，处理过程包括预热阶段㊁过热蒸汽处理阶段Ⅰ㊁过热蒸汽处６８㊀第１期曹惠敏，等：过热蒸汽处理对松脂的松节油含量和软化点的影响理阶段Ⅱ和降温阶段㊂在阶段Ⅰ研究处理时间对松节油含量的影响，在阶段Ⅱ研究处理温度和时间对松脂软化点的影响㊂每个工艺条件下准备了３个样品进行试验㊂表１㊀松脂的过热蒸汽处理工艺设计Ｔａｂｌｅ１㊀Ｐｒｏｃｅｓｓｄｅｓｉｇｎｏｆｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｒｅｓｉｎ处理阶段温度／ħ氧气含量（质量分数）／％时间／ｈ预热９０２１阶段Ⅰ１２０２３，６和９阶段Ⅱ１２０，１４０，１６０５３，６和９降温９０５１㊀㊀辐射松木材过热蒸汽干燥及处理试验工艺如表２所示，试验在常压下进行，阶段Ⅰ处理时间为３ｈ，阶段Ⅱ处理时间为６ｈ，平衡处理的目的是使木材含水率达到１２％㊂对照材置于２０ħ和相对湿度为６５％的恒温恒湿箱中直至质量稳定㊂表２㊀辐射松木材过热蒸汽干燥及处理工艺设计Ｔａｂｌｅ２㊀Ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｄｒｙｉｎｇａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｄｅｓｉｇｎｏｆｒａｄｉａｌｐｉｎｅｗｏｏｄ处理阶段温度／ħ氧气含量（质量分数）／％时间／ｈ预热９０２１阶段Ⅰ１１０２３阶段Ⅱ１２０，１４０，１６０５６降温９０５１平衡处理６０１８１２㊀注：平衡处理阶段，当氧气含量为１８％时，木材平衡含水率为１２％㊂１．２．２㊀残余松节油含量测试使用热重分析仪（ＴＧＡ，日本理学公司，ＴＧ／ＤＴＡ８１２２）测量过热蒸汽处理松脂的残余松节油含量㊂将（２０ʃ２）ｍｇ松脂样品置于坩埚内，然后放入样品台㊂在氮气氛围下，以２０ħ／ｍｉｎ的加热速率将温度从２０ħ升高至１５０ħ，保温２０ｍｉｎ，认为松节油被全部脱除［１０］㊂然后以２０ħ／ｍｉｎ的加热速率将温度从１５０ħ增加到３５０ħ，以观察松脂降解，使用１５０ħ保温过程的质量损失量与初始质量计算松脂松节油含量㊂测试每个水平条件下的３个样品，并计算平均值㊂１．２．３㊀软化点测试采用热机械分析仪（ＴＭＡ，美国ＴＡ仪器公司，ＴＭＡＱ４００）测试过热蒸汽处理松脂的软化点㊂松脂厚度为３ ４ｍｍ，将松脂分割成直径小于１０ｍｍ的小块，然后将样品放置于ＴＭＡ样品台上㊂ＴＭＡ测试采用标准压缩探针模式，在０．０２Ｎ的恒力下，以２ħ／ｍｉｎ的速率将温度从２０ħ升高至５５，６０或８０ħ（１２０ħ处理组加热至５５ħ，１４０ħ处理组加热至６０ħ，１６０ħ处理组加热至７０ħ，目的是防止松脂流动污染仪器），测试升温过程中样品厚度的变化㊂在本研究中，软化点是指探针监测到样品厚度变化为１００μｍ时的温度［１１］㊂测试每个水平条件下的３个样品，并计算平均值㊂１．２．４㊀颜色测试使用色度计（日本柯尼卡美能达，ＣＲ⁃４００）和Ｄ６５光源测量松脂表面颜色变化，依据ＣＩＥＬ∗ａ∗ｂ∗颜色空间模型计算ΔＬ∗㊁Δａ∗㊁Δｂ∗和ΔＥ∗㊂其中，Ｌ∗表示亮度指数，记录范围为０ １００；ａ∗表示绿红指数，－ａ∗为绿色，＋ａ∗为红色；ｂ∗表示蓝黄指数，－ｂ∗为蓝色，＋ｂ∗为黄色㊂使用对照组作为参考计算过热蒸汽处理后颜色变化ΔＬ∗㊁Δａ∗㊁Δｂ∗，（例如，ΔＬ∗＝Ｌ∗处理样本－Ｌ∗未处理样本）㊂使用公式（１）计算处理前后的总色差ΔＥ∗㊂测试每个水平条件下的３个样品，并计算平均值㊂ΔＥ∗＝（ΔＬ∗２＋Δａ∗２＋Δｂ∗２）１／２（１）１．２．５㊀高效液相色谱⁃质谱分析将松香和过热蒸汽处理后的松脂研磨成粉末，利用高效液相色谱⁃质谱联用（ＨＰＬＣ⁃ＭＳ，美国安捷伦科技有限公司，１２９０⁃６５５０⁃Ｑｔｏｆ）分析其主要化学成分变化㊂具体参数如下，样品溶解在甲醇（１％）中，采用甲醇（Ａ）／水（Ｂ）梯度模式，进样量为１０μＬ㊂梯度洗脱程序设置如下：０ ２ｍｉｎ，６０％Ａ；２ １７ｍｉｎ，（６０％ ８０％）Ａ；１７ ２４ｍｉｎ，８０％Ａ；２４ ３５ｍｉｎ，（８０％ １００％）Ａ；３５ ４４ｍｉｎ，１００％Ａ㊂然后，洗脱梯度线性下降至６０％Ａ持续２ｍｉｎ，调节色谱柱进行下一次进样㊂质谱分析采用负离子检测方式，电喷雾电压为４．０ｋＶ，离子源和离子传输管温度分别设置为２５０和３５０ħ，鞘气流速为１５Ｌ／ｍｉｎ，吹扫气流速为１．５Ｌ／ｍｉｎ，辅助气流速为４．５Ｌ／ｍｉｎ，在全扫描模式（ｍ／ｚ范围８０ １５００）下检测样品，每个样品重复３次㊂１．２．６㊀辐射松木材抗松脂渗出性能检测对照材和过热蒸汽处理的辐射松木材表面刨光后，从中部截取５０ｍｍˑ５０ｍｍˑ２０ｍｍ（ＬˑＴˑＲ）试样用于木材抗渗出检测试验㊂参考ＬＹ／Ｔ２１４８ ２０１３‘脱脂松木锯材“，将试件置于（６０ʃ２）ħ的烘箱中处理６ｈ后取出拍照，并观察分析松脂的渗出情况㊂２㊀结果与分析２．１㊀过热蒸汽处理对松节油含量的影响阶段Ⅰ和阶段Ⅱ处理后的松脂ＴＧ曲线及残余松节油含量见图１㊂从图１ａ和ｂ中可以看出，不同时７８林业工程学报第９卷间处理后的松脂在１５０ħ保温阶段的质量损失率不同，这说明不同时间处理后的松脂残余松节油含量不同㊂继续提升温度后，松脂在２００ħ质量损失率骤增，这是由于２００ħ达到了松香的热分解温度［１２］㊂图１ｃ和ｄ给出了阶段Ⅰ和阶段Ⅱ不同时间处理后的残余松节油含量㊂在阶段Ⅰ，随着处理时间的增加，残余松节油含量逐渐降低㊂处理３ｈ的松脂残余松节油含量（质量分数，下同）为１２．１％，去除率为５９．６％，残余松节油含量仍然较高；处理６ｈ的松脂残余松节油含量为７．７％，去除率为７４．３％；处理９ｈ的松脂残余松节油含量为５．７％，去除率为８１％，达到了较低的水平㊂从图１ｃ还可以看出，松节油的去除效率随着时间的延长而降低，这是因为松香的熔点为１１０ １３５ħ，随着残余松节油含量的降低，松脂变得越来越黏稠，松节油蒸发困难㊂阶段Ⅱ显示随着温度的升高和处理时间的增加，松节油含量进一步降低，但是降低的趋势略有不同㊂１２０和１６０ħ处理样品的松节油降低量逐渐减少，这可能是由于松香的熔点在１２０ħ左右，随着残余松节油含量的降低，松脂越来越黏稠，松节油不易从松脂中挥发；而１６０ħ处理松脂的残余松节油含量降低量少则是因为残余松节油含量已经达到了较低的水平㊂１４０ħ处理的样品松节油降低量没有减少的趋势，这是因为１４０ħ超过了松香的熔点且松脂中残余松节油含量没有非常低，因此随着时间的延长，残余松节油含量可进一步降低㊂图１㊀松脂的ＴＧ曲线和残余松节油含量Ｆｉｇ．１㊀ＴＧｃｕｒｖｅｏｆｒｅｓｉｎａｎｄｒｅｓｉｄｕａｌｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔ图２㊀松脂的ＴＭＡ曲线（ａ）和软化点（ｂ）Ｆｉｇ．２㊀ＴＭＡｃｕｒｖｅｓ（ａ）ａｎｄｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｓ（ｂ）ｏｆｒｅｓｉｎ２．２㊀过热蒸汽处理对松脂软化点的影响阶段Ⅱ处理后松脂的ＴＭＡ曲线和软化点见图２㊂从图２ａ可以看出，在恒定的压力下，随着温度的升高，探针的位移增加，这说明松脂随着温度的升高逐渐变软㊂在本研究中，采用了Ｃａｂａｒｅｔ等［１１］开发的软化点测试方法，将探针位移１００μｍ时的温度定义为松脂的软化点㊂从图２ｂ可以看出，随着处理时间的延长或处理温度的增加，松脂的软化８８㊀第１期曹惠敏，等：过热蒸汽处理对松脂的松节油含量和软化点的影响点升高㊂１２０ħ处理３ｈ的样品软化点为３５．２ħ，９ｈ的样品软化点达到了４３．１ħ，延长处理时间可以提升样品的软化点㊂１４０和１６０ħ处理的样品软化点有相同的趋势，９ｈ的处理使样品的软化点分别达到了５１．７和６２．４ħ㊂此外，温度对样品软化点的影响是显著的，在相同的处理时间条件下，更高温度处理的样本软化点也更高㊂２．３㊀残余松节油含量与松脂软化点的关系松脂软化点与残余松节油含量的关系见图３㊂从图３可以看出，松脂的软化点与残余松节油含量大致呈现出线性关系，随着残余松节油含量的降低，松脂的软化点升高㊂之前的研究表明，残余松节油含量不能完全解释松脂软化点的变化［１０］，因为该研究在６０，１２０和１５０ħ３个条件下干燥松脂，而测试在３个月后进行，这导致了６０ħ干燥的样品软化点高于１２０和１５０ħ，尽管６０ħ处理的样品松节油含量高于１２０和１５０ħ处理的样品㊂该研究还指出，图３㊀松脂软化点与松节油含量的关系Ｆｉｇ．３㊀Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔａｎｄｔｕｒｐｅｎｔｉｎｅｃｏｎｔｅｎｔ１２０和１５０ħ处理后的残余松节油含量差异很小，但是软化温度差异大㊂在本研究中，也发现了类似的结果，例如，在１２０ħ分别处理６和９ｈ的样本，它们拥有近似的松节油含量，但是软化点有显著的差异，这说明松脂的软化点不仅受到松节油含量的影响，还受温度及时间协同对松脂的改性影响［１０］㊂２．４㊀过热蒸汽处理对松脂颜色的影响松脂对高温敏感，这涉及温度对松脂改性的结果㊂阶段Ⅱ处理后松脂的表观颜色和相对应的色差值变化见图４㊂结果表明，高温对松脂的颜色变化具有显著影响，随着处理温度的提高和处理时间的延长，松脂的颜色加深（图４ａ）㊂在１６０ħ条件下处理９ｈ的松脂变为深棕色㊂为了更加准确地获取松脂颜色变化的差异，获取了松脂样品的Ｌ∗㊁ａ∗㊁ｂ∗值并计算ΔＥ∗值，结果见图４ｂ㊂从图４可以看出，温度对颜色变化影响是显著的，在相同的处理时间条件下，较高温度条件下处理的样品ΔＥ∗值总是大于较低温度条件下处理的样品㊂此外，在１２０ħ条件下处理９ｈ的样品的ΔＥ∗值低于１４０和１６０ħ条件下处理３ｈ的样品，这也说明温度对松脂颜色影响的显著性㊂与此同时，在相同的处理温度条件下，处理时间对ΔＥ∗值的影响受到温度的影响㊂在１２０ħ处理９ｈ样品的ΔＥ∗值相较处理３ｈ样品提高了３．０，１４０ħ处理９ｈ样品的ΔＥ∗值相较处理３ｈ样品提高了５．８，１６０ħ处理９ｈ的样品ΔＥ∗值相较处理３ｈ样品提高了１２．０㊂这说明随着处理温度的升高，处理时间对ΔＥ∗值的影响增大㊂总之，高温导致了松脂颜色的变化，这是温度和时间协同作用的结果㊂图４㊀松脂的表观颜色（ａ）和色差值ΔＥ∗（ｂ）Ｆｉｇ．４㊀Ａｐｐａｒｅｎｔｃｏｌｏｒｏｆｒｅｓｉｎ（ａ）ａｎｄｃｏｌｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅΔＥ∗（ｂ）２．５㊀过热蒸汽处理对松脂化学成分的影响分别对本研究采用的松香和１６０ħ处理９ｈ的样品进行了ＨＰＬＣ⁃ＭＳ分析，典型的色谱图如图５所示㊂ＨＰＬＣ⁃ＭＳ可以用于识别３种松香烷基酸（ｍ／ｚ＝３０２．２２４）㊁３种脱氢松香烷基酸（ＤＨＡＢＡ）（ｍ／ｚ＝３００．２０８）和２种氧化形式的脱氢松香烷基酸（一种仅氧化，ｍ／ｚ＝３１４．１８７；另一种既氧化又水合，ｍ／ｚ＝３３０．１８２）［１０］㊂结合Ｋｅｒｓｔｅｎ等［１３］开发的方法，通过峰的紫外图谱，可以对松香酸㊁左旋海松酸和新松香酸进行鉴别㊂９８林业工程学报第９卷（１）７⁃氧代⁃脱氢松香酸（７⁃ｏｘｏ⁃ＤＨＡ）；（２）四脱氢松香基酸（ＴＤＨＡＢＡ）；（３）脱氢松香酸（ＤＨＡＢＡ）；（４）脱氢松香酸（ＤＨＡ）；（５）松香酸；（６）新松香酸㊂图５㊀松香（ａ）和过热蒸汽热处理９ｈ的松脂（ｂ）在２５４ｎｍ吸收波长处的ＨＰＬＣ色谱图Ｆｉｇ．５㊀ＨＰＬＣｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｓｏｆｒｏｓｉｎ（ａ）ａｎｄｒｅｓｉｎｈｅａｔ⁃ｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍｆｏｒ９ｈ（ｂ）ａｔｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆ２５４ｎｍ为了确定过热蒸汽热处理对松脂化学成分的影响，将识别峰的总面积归一化为１００㊂尽管峰的面积不能代表样品中组分的真实浓度，但是可以确定样品之间组分浓度变化㊂将相对峰的面积绘制图６㊀松香和过热蒸汽处理松脂各种组分的相对峰面积比较Ｆｉｇ．６㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｐｅａｋａｒｅａｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｍｏｌｅｃｕｌｅｓｏｆｒｏｓｉｎａｎｄｈｅａｔ⁃ｔｒｅａｔｅｄｒｅｓｉｎｗｉｔｈｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄｓｔｅａｍ在图６中，用于比较过热蒸汽热处理前后组分相对浓度的变化㊂首先在松香中发现了２种脱氢化合物，而在过热蒸汽热处理后的松脂中发现了３种脱氢化合物，并且相对含量增加㊂此外，还发现了１种氧代脱氢化合物，这与之前的研究一致，热处理会导致松香基酸发生异构㊁脱氢㊁氧化聚合反应［１４－１６］㊂松香酸和新松香酸相对含量降低，可能是由于松香酸和新松香酸在高温条件下异构为其他产物；没有发现左旋海松酸，这可能是由于商业松香在蒸馏过程中完全异构化为其他树脂酸［１５，１７］升高受到高温改性的影响，脱氢化合物相对含量的增加可能是造成松脂软化点提高的重要原因，因为脱氢反应去两个氢原子，并发生双键重排，形成更稳定的苯环结构［１８］，这导致脱氢产物相比松香酸拥有更高的熔点，例如松香酸的熔点为１３９ １４２ħ，而脱氢松香酸的熔点为１７４ １７６ħ㊂２．６㊀过热蒸汽处理对辐射松木材抗松脂渗出性能的影响㊀㊀过热蒸汽处理后的辐射松心材与对照材在（６０ʃ２）ħ烘箱中处理６ｈ后的表观照片见图７㊂对照材径切面表面出现了明显的松脂渗出现象，晚材带松脂渗出明显，暴露在表面的树脂道也有松脂渗出；横切面同样观察到晚材带较多的松脂渗出现象，并且扩散到四周，树脂道位置也有松脂渗出㊂３个温度水平的过热蒸汽处理后的辐射松锯材表面均没有观察到松脂渗出现象，但不同温度水平表观效果表现不同㊂１２０ħ处理材径切面和横切面都观察到较深颜色的晚材带，说明晚材带中的松脂含量仍然较高，但由于过热蒸汽处理提高了松脂的软化点，因此没有出现松脂渗出现象㊂１４０ħ处理材径切面和横切面同样也观察到了部分较深颜色的晚材带，而１６０ħ处理材晚材带颜色变浅，说明大部分松脂被脱除或者迁移到早材等其他组织细胞中，但仍有部分残留松脂存在，这部分松脂的软化点提升后不会出现渗出现象㊂图７㊀辐射松木材抗松脂渗出检测表观照片Ｆｉｇ．７㊀Ａｐｐａｒｅｎｔｐｈｏｔｏｓｏｆａｎｔｉ⁃ｒｅｓｉｎｅｘｕｄａｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｒａｄｉａｌｐｉｎｅｓａｍｐｌｅｓ３㊀结㊀论本研究采用两阶段的过热蒸汽处理工艺对松脂进行热处理，实现了松节油的脱除和剩余松脂软化点的提高，并在辐射松木材上进行验证试验，得出以下结论：１）过热蒸汽处理可以脱除松脂中的部分松节油并提升剩余松脂的软化点，松脂的软化点受处理温度和时间的影响㊂２）松脂软化点的升高由残余松节油含量的降０９㊀第１期曹惠敏，等：过热蒸汽处理对松脂的松节油含量和软化点的影响低和高温对松脂的改性共同决定，过热蒸汽处理可使松脂颜色加深㊁残余松节油含量降低，并导致松脂发生脱氢㊁异构化和氧化反应㊂３）经过过热蒸汽处理的辐射松木材具有良好的抗渗出效果，３个组别的试样均未出现松脂渗出现象，木材内部的松脂不仅含量降低，而且软化点也提升了㊂建议进一步系统研究过热蒸汽处理对锯材内部松脂的脱除和固定效果以及脱脂工艺和干燥质量，为含脂木材的脱脂和干燥工艺制定提供指导㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］ＰＥＮＡＲＡＮＤＡＭＭＳ，ＫＯＲＪＥＮＩＣＡ．Ｈｏｔｔｅｒａｎｄｃｏｌｄｅｒ⁃ｈｏｗｄｏｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓａｎｄｇｒｅｅｎｉｎｇｉｍｐａｃｔｅｘｔｅｒｉｏｒｆａｃａｄｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ：ｔｈｅｓｙｎｅｒｇｉｅｓｏｆａｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙａｎｄＢｕｉｌ⁃ｄｉｎｇｓ，２０１７，１４７：１２３－１４１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｅｎｂｕｉｌｄ．２０１７．０４．０８２．［２］ＫＡＲＬＳＳＯＮＯ，ＪＯＮＥＳＤ，ＳＡＮＤＢＥＲＧＤ．Ｐｈｅｎｏｌ⁃ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ⁃ｒｅｓｉｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＳｃｏｔｓｐｉｎｅｓａｐｗｏｏｄｆｏｒｔｈｅｒｅｄｕｃ⁃ｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｎｅｘｕｄａｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．ＷｏｏｄＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，１７（２）：１４４－１４６．ＤＯＩ：１０．１０８０／１７４８０２７２．２０２１．２０１７４７９．［３］ＭＯＲＥＤＯＣＣＪｒ，ＳＡＫＵＮＯＴ，ＫＡＷＡＤＡＴ．Ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｂｏｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｓｕｒｆａｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｅｓｉｎｏｕｓｗｏｏｄｓ［Ｊ］．ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｄｈｅｓｉｏｎ，１９９６，５９（１／２／３／４）：１８３－１９５．ＤＯＩ：１０．１０８０／００２１８４６９６０８０１１０８７．［４］ＮＵＳＳＢＡＵＭＲＭ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｐａｒａｍｅ⁃ｔｅｒｓｏｎｔｈｅｄｉｓｃｏｌｏｒａｔｉｏｎｏｆｐａｉｎｔｅｄｊｏｉｎｅｒｙｄｕｅｔｏｒｅｓｉｎｅｘｕｄａｔｉｏｎｆｒｏｍｋｎｏｔｓ［Ｊ］．ＳｕｒｆａｃｅＣｏａｔｉｎｇｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＰａｒｔＢ：ＣｏａｔｉｎｇｓＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，２００４，８７（３）：１８１－１８６．ＤＯＩ：１０．１００７／ＢＦ０２６９９６３３．［５］张文梁，曹金珍．松脂及松木脱脂技术研究进展［Ｊ］．林产工业，２０２１，５８（１０）：６０－６４．ＤＯＩ：１０．１９５３１／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－５２９９．２０２１１００１２．ＺＨＡＮＧＷＬ，ＣＡＯＪＺ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｐｉｎｅｒｅｓｉｎａｎｄｄｅ⁃ｇｒｅａｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｐｉｎｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＦｏｒｅｓｔＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０２１，５８（１０）：６０－６４．［６］蔡家斌，李涛，李莉．兴安落叶松汽蒸脱脂工艺［Ｊ］．林业科技开发，２０１０，２４（４）：１０６－１０８．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－８１０１．２０１０．０４．０３０．ＣＡＩＪＢ，ＬＩＴ，ＬＩＬ．ＳｔｕｄｙｏｎｓｔｅａｍｉｎｇｄｅｒｅｓｉｎａｔｉｏｎｏｆＬａｒｉｘｇｍｅ⁃ｌｉｎｉ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＦｏｒｅｓｔｒｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，２４（４）：１０６－１０８．［７］程曦依，李芸，全鹏，等．马尾松锯材常压过热蒸汽干燥脱脂特性研究［Ｊ］．中南林业科技大学学报，２０１７，３７（６）：１０８－１１３．ＤＯＩ：１０．１４０６７／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７３－９２３ｘ．２０１７．０６．０１８．ＣＨＥＮＧＸＹ，ＬＩＹ，ＱＵＡＮＰ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｄｒｙｉｎｇａｎｄｄｅ⁃ｇｒｅａｓｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｉｔｉｃｓｗｉｔｈａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｓｔｅａｍｆｏｒＭａｓｓｏｎｐｉｎｅｗｏｏｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｏｒ⁃ｅｓｔｒｙ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１７，３７（６）：１０８－１１３．［８］平立娟，刘君良，王喜明．高温高湿处理对樟子松脱脂率及微观结构的影响［Ｊ］．木材工业，２０２０，３４（４）：３８－４２，４７．ＤＯＩ：１０．１９４５５／ｊ．ｍｃｇｙ．２０２００４０９．ＰＩＮＧＬＪ，ＬＩＵＪＬ，ＷＡＮＧＸＭ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｈｉｇｈ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｈｉｇｈ⁃ｈｕｍｉｄｉｔｙｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｍｉｃｒｏ⁃ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＭｏｎｇｏｌｉａｎＳｃｏｔｃｈｐｉｎｅ（Ｐｉｎｕｓｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓｖａｒ．ｍｏｎｇｏｌｉｃａＬｉｔｖ．）［Ｊ］．ＣｈｉｎａＷｏｏｄＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０２０，３４（４）：３８－４２，４７．［９］ＨＡＷＬＥＹＬＦ，ＰＡＬＭＥＲＲＣ．Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｎｏｕｓｗｏｏｄｂｙｓａｔｕｒａｔｅｄｓｔｅａｍ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９１２，４（１１）：７８９－７９８．ＤＯＩ：１０．１０２１／ｉｅ５００４７ａ００３．［１０］ＣＡＢＡＲＥＴＴ，ＨＡＲＦＯＵＣＨＥＮ，ＬＥＲＯＹＥＲＬ，ｅｔａｌ．Ａｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｐｈｙｓｉｃｏ⁃ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｄｒｉｅｄｍａｒｉｔｉｍｅｐｉｎｅｒｅｓｉｎｔｏｂｅｔｔｅｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｅｘｕｄａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｈｏｌｚｆｏｒｓｃｈｕｎｇ，２０１９，７３（１２）：１０９３－１１０２．ＤＯＩ：１０．１５１５／ｈｆ－２０１８－０２６４．［１１］ＣＡＢＡＲＥＴＴ，ＢＯＵＬＩＣＡＵＤＢ，ＣＨＡＴＥＴＥ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｆｒｏｓｉｎｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｍａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒａｂｅｔｔｅｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｍａｒｉｔｉｍｅｐｉｎｅｅｘｕｄａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＥｕｒｏｐｅａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｏｏｄａｎｄＷｏｏｄＰｒｏｄｕｃｔｓ，２０１８，７６（５）：１４５３－１４５９．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ００１０７－０１８－１３３９－３．［１２］ＫＡＮＥＲＶＡＭ，ＰＵＯＬＡＫＫＡＡ，ＴＡＫＡＬＡＴＭ，ｅｔａｌ．Ａｎｔｉｂａｃｔｅ⁃ｒｉａｌｐｏｌｙｍｅｒｆｉｂｒｅｓｂｙｒｏｓｉｎｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎｇａｎｄｍｅｌｔ⁃ｓｐｉｎｎｉｎｇ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＴｏｄａｙＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１９，２０：１００５２７．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍｔｃｏｍｍ．２０１９．０５．００３．［１３］ＫＥＲＳＴＥＮＰＪ，ＫＯＰＰＥＲＢＪ，ＲＡＦＦＡＫＦ，ｅｔａｌ．Ｒａｐｉｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆａｂｉｅｔａｎｅｓｉｎｃｏｎｉｆｅｒｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｃｏｌｏｇｙ，２００６，３２（１２）：２６７９－２６８５．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１０８８６－００６－９１９１－ｚ．［１４］ＣＨＥＮＧＦ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｒｏｓｉｎｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｉｔｓｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＯｒｇａｎｉｃＣｏａｔｉｎｇｓ，１９９２，２０（２）：１３９－１６７．ＤＯＩ：１０．１０１６／００３３－０６５５（９２）８０００２－Ｅ．［１５］ＬＯＥＢＬＩＣＨＶＭ，ＢＡＬＤＷＩＮＤＥ，Ｏ ＣＯＮＮＯＲＲＴ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｒ⁃ｍａｌｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｌｅｖｏｐｉｍａｒｉｃａｃｉｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，１９５５，７７（２３）：６３１１－６３１３．ＤＯＩ：１０．１０２１／ｊａ０１６２８ａ０７１．［１６］ＡＲＴＡＫＩＩ，ＲＡＹＵ，ＧＯＲＤＯＮＨＭ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｒｍａｌｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｒｏｓｉｎｄｕｒｉｎｇｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｌｄｅｒｒｅｆｌｏｗ［Ｊ］．ＴｈｅｒｍｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，１９９２，１９８（１）：７－２０．ＤＯＩ：１０．１０１６／００４０－６０３１（９２）８５０５３－Ｘ．［１７］ＦＲＡＮＣＥＳＭ，ＧＡＲＤＥＲＥＹ，ＲＵＢＩＮＩＭ，ｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎＰｉｎｕｓｐｉｎａｓｔｅｒｒｏｓｉｎ：ａｓｔｕｄｙｏｆｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｎｇｅｓａｎｄｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｒｏｓｉｎｌｉｎｓｅｅｄｏｉｌｖａｒｎｉｓｈ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｒｏｐｓａｎｄＰｒｏｄｕｃｔｓ，２０２０，１５５：１１２７８９．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｉｎｄｃｒｏｐ．２０２０．１１２７８９．［１８］崔国友，莫炳荣，陈文纳．脱氢枞酸的应用研究进展［Ｊ］．精细与专用化学品，２００６，１４（２０）：６－８，１７．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－１１００．２００６．２０．００２．ＣＵＩＧＹ，ＭＯＢＲ，ＣＨＥＮＷＮ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｅ⁃ｈｙｄｒｏａｂｉｅｔｉｃａｃｉｄ［Ｊ］．ＦｉｎｅａｎｄＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ，２００６，１４（２０）：６－８，１７．（责任编辑㊀田亚玲）１９。
过热蒸汽除湿的特点
过热蒸汽除湿是指用过热蒸汽作除湿介质，与传统的热风(湿空气)除湿相比其主要优点是：
1．节能效果显著
因除湿机排出的废气全部是蒸汽，可以利用冷凝的方法回收蒸汽的汽化潜热，故热效率高，有时可高达90％，据国际干燥协会主席A．S．Muejumdar介绍过热蒸汽除湿物料的能耗，一般为普通热风干燥能耗的1／3左右。
2．干燥速度快、效率高
过热蒸汽的比热和传热系数大，同时由于单项传质，其传质阻力可以忽略，故水分迁移速度快，干燥周期明显缩短。
3．物料的品质好
过热蒸汽作干燥介质时，由于物料表面湿润不会形成硬壳和开裂变形等缺陷；且无氧化反应，物料颜色不会褪变。
故干燥品质好。
由于过热蒸汽干燥具有上述优点，近年来在美国、加拿大、法国、德国、新西兰和日本等发达的国家已将此技术用于木材、纸张、煤炭、甜菜、陶瓷、蚕茧、食品及城市污泥等．
早在20世纪初70年代，用常压过热蒸汽干燥木材在我国已有应用。
它具有传热系数大、干燥速度快等优点，但由于干燥温度高、干燥质量不易保障、材色变深影响销售等缺陷，现已很少有应用。
最近十几年来，在国外如：丹麦、德国、法国、加拿大等国，应用在真空状态下的低温过热蒸汽干燥，则取得了良好的效果，它不仅干燥速度比常压下热风干燥快3～7倍，而且干燥质量很好。
A．S．Mujumdar教授曾指出，加压或真空操作是一种创新的干燥技术，具有潜在的高效率。
我国在这方面理论研究尚在起步阶段。
版权：大连鹏达科技
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木材干燥学思考题答案
⽊材⼲燥学思考题答案⽊材⼲燥学概论1、什么是⽊材⼲燥？⽊材⼲燥是指在热⼒作⽤下，以蒸发或沸腾的汽化⽅式排出⽊材中⽔分的过程。
主要指按照⼀定的基准有组织有控制的⼈⼯⼲燥过程，也包括受⽓候条件制的⼤⽓⼲燥。
2、⽊材⼲燥的⽬的？（1）把⽊材⼲燥到与使⽤地适合的含⽔率可以防⽌⽊材变形、开裂。
（2）把⽊材⼲燥到含⽔率15%以下，可以防⽌⽊材变⾊、腐朽，⼲燥过程中较⾼的温度可以杀死⽊材中的⾍卵，从⽽有效防⽌⽊材遭受⾍害。
（3）可以提⾼⽊材的强度和握钉⼒，改善⽊材物理、⼒学性能；潮⽊材胶合和油漆性能差，把⽊材⼲燥到含⽔率5%~12%可以提⾼⽊材的胶合和油漆性能；⼲燥的⽊材具有良好的保温性和绝缘性。
（4）因为⼲燥过程中排出了⼤量⽔分，使⽊材重量减⼩，从⽽⼤⼤降低了⽊材的运输费⽤。
（5）⽊材⼲燥对于合理、节约利⽤有限的森林资源，保持⽣态平衡，对于发展国民经济和现代化建设具有⾮常重要的意义。
3、⽊材⼲燥的⽅法？(天然)⼤⽓⼲燥，⼈⼯⼲燥，常规窑⼲，除湿⼲燥，太阳能⼲燥，真空⼲燥，⾼频和微波⼲燥，红外辐射⼲燥，接触(热压)⼲燥第⼀章⽊材中的⽔分与环境4、⽊材含⽔率的测定⽅法？（1）称重法（烘⼲法）优点：测量数值较可靠；含⽔率测量范围不受限制缺点：测量时间长，不能实现在线测量；测量繁琐；要破坏⽊材；当⽊材含有较多的松节油或其他挥发性物质时，测量会有误差。
（2）电测法：利⽤⽊材的电学性质，如电阻率、介电常数与⽊材含⽔率之间的关系，来测定⽊材的含⽔率。
电测法的⽊材含⽔率仪主要有两类：直流电阻式：即利⽤⽊材中所含⽔分的多少对直流电阻的影响来测量⽊材的含⽔率。
交流介电式：即根据交变电流的功率损耗与⽊材含⽔率的关系⽽设计的含⽔率仪。
（奥地利MERLIN公司的电测含⽔率测量仪是企业经常使⽤的含⽔率测量仪表）电测法特点：优点：使⽤⽅便；测量迅速，能实现在线测量不破坏⽊材缺点：含⽔率测量范围有限，6～30％测量较准确，其他范围测量准确性差；需要进⾏温度校正，树种校正；受⽊材的厚度和⽅向影响（3）蒸馏法：适应于含树脂较多或经油性防腐剂处理后的⽊材。
过热蒸汽及饱和蒸汽还有减温减压系统介绍
过热蒸汽及饱和蒸汽还有减温减压系统介绍【1】一、什么是过热过热蒸汽是指温度高于饱和温度的蒸汽。
例如：表压为3Bar g 的饱和蒸汽的温度为143.762℃，如果对其继续加热并维持压力不变，它将变成过热蒸汽，这额外的热量使蒸汽：1. 温度高于饱和温度；2. 比饱和蒸汽具有更多的热量；3. 比饱和蒸汽具有更大的比容；过热蒸汽主要用于电厂以驱动汽轮机来发电。
根据朗肯循环的原理，用过热蒸汽驱动汽轮机的热效率要远高于用饱和蒸汽。
二、过热蒸汽的优点：1. 湿蒸汽在汽轮机内会形成水滴，导致汽轮机叶轮冲蚀，同时增加了摩擦阻力，故只能使用过热蒸汽；2. 可以使用更高的的管道流速（最高至100m/s），这样可以减小蒸汽管网的尺寸；3. 对于连续运行的工厂，过热蒸汽意味着管道中没有冷凝水的形成，因此只需要在系统启动时进行疏水。
三、使用过热蒸汽的缺点：1. 虽然过热蒸汽包含了更多的热量，这种热量以三种形式存在：水的焓、蒸发焓（潜热）、过热焓，但大部分热量是蒸发焓，过热部分的热量仅占很小的一部分。
例如：在10Barg压力下温度为300℃的过热蒸汽，水的焓为=763KJ/Kg；蒸发焓为=2015KJ/Kg；过热焓为=274KJ/Kg。
2. 但使用过热蒸汽作为传热介质时，其传热系数是变化的，比较低且难于精确量化。
这样很难进行换热器的精确选型和控制。
同时与使用饱和蒸汽的设备相比其换热器更大、更昂贵。
3. 过热蒸汽一旦冷却到饱和蒸汽，其传热系数将会大幅度提高，并且蒸汽冷凝成水的过程中温度保持恒定不变，这样有助于换热设备的正确选型和控制。
由于使用饱和蒸汽的换热系数高，与过热蒸汽相比其换热设备会减小、便宜。
4. 某些过程（例如蒸馏罐）当使用过热蒸汽时效率会降低；5. 高温的过热蒸汽意味着所有使用的换热设备等级更高，因此更昂贵；6. 过热蒸汽的高温可能会损坏敏感的设备，比如密封件、法兰间的密封垫等；以上缺点表明过热蒸汽通常不适合用于一般的制程使用。
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常压过热蒸汽干
燥优势
常压过热蒸汽干燥优势
常压过热蒸汽干燥是一种在常压下利用高温干燥物料的方法。
相比于传统的干燥方式，常压过热蒸汽干燥具有许多优势。
首先，常压过热蒸汽干燥可以提供高效的热量传递。
通过利用高温的蒸汽，物料可以快速吸收热量，并迅速蒸发水分。
相比于传统的热空气干燥，常压过热蒸汽干燥可以大大提高干燥速度，节省时间和能源消耗。
其次，常压过热蒸汽干燥具有较低的干燥温度。
由于蒸汽的高温性质，干燥过程中物料的表面温度可以保持相对较低，从而避免了过高的温度对物料的热敏性影响。
这对于一些易燃、易氧化或易挥发物料的干燥非常有益。
第三，常压过热蒸汽干燥可以提供更好的干燥质量。
由于蒸汽的湿度较低，常压过热蒸汽干燥可以避免物料吸湿或再潮化的问题，从而保证了干燥后的物料质量稳定。
同时，常压过热蒸汽干燥还可以避免物料的过度干燥和结块。
第四，常压过热蒸汽干燥具有较小的设备尺寸和占地面积。
相比于传统的干燥设备，常压过热蒸汽干燥不需要额外的风机或加热器，从而减少了设备的复杂性和体积。
这对于一些场地受限的生产线来说非常有利。
最后，常压过热蒸汽干燥还可以实现连续化生产。
由于蒸汽的稳定性和可控性，常压过热蒸汽干燥可以实现连续供料和连续排放，提高了生产效率和自动化程度。
综上所述，常压过热蒸汽干燥具有高效的热量传递、较低的干燥温度、更好的干燥质量、较小的设备尺寸和占地面积，以及连续化生产的优势。
这使得常压过热蒸汽干燥成为了众多行业中广泛应用的干燥技术。