發(fā)布時(shí)間：2021-07-18 11:14

　　為了解太陽能干燥過程中速生材內(nèi)部水分狀態(tài)及遷移規(guī)律,采用低場核磁共振及核磁共振成像檢測桉、楊木干燥過程中水分分布、含量變化及遷移過程,借助掃描電鏡在微觀層面進(jìn)行分析。結(jié)果表明:核磁共振信號強(qiáng)度與稱重法所測含水率相關(guān)性系數(shù)高達(dá)0.99以上,因此低場核磁共振可準(zhǔn)確測定木材中的水分含量;桉木和楊木飽水試樣的核磁共振信號中均存在3種峰,桉木弛豫時(shí)間分別為1.32、32.75、403.70 ms,楊木為2.66、32.75、352.12 ms,對應(yīng)著結(jié)合水及兩種狀態(tài)的自由水;隨著干燥進(jìn)行,不同狀態(tài)水分的橫向弛豫時(shí)間逐漸減小,木材對水分的束縛增加。當(dāng)桉木含水率為27.28%,楊木含水率為35.71%左右時(shí),水分散失轉(zhuǎn)為以結(jié)合水為主。通過核磁共振成像中氫質(zhì)子密度的不同可對水分含量進(jìn)行區(qū)分,進(jìn)而可觀測干燥過程中木材內(nèi)部水分移動狀態(tài)。因此,通過低場核磁共振及核磁共振成像可研究速生材干燥過程中的內(nèi)部水分狀態(tài)及分布。 

【文章來源】：西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2020,40(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

FID信號強(qiáng)度與含水率關(guān)系

由圖2可知，每個(gè)峰代表著1種類型的水分，峰頂對應(yīng)的時(shí)間為該種狀態(tài)水分的平均弛豫時(shí)間，而峰高的變化則代表干燥過程中水分含量的變化。木材中的水分隨著干燥的進(jìn)行不斷減少，在圖3中顯示為峰高不斷降低。T2的大小代表水分的自由度，含水率越低，木材與水分結(jié)合越緊密，水分對應(yīng)的橫向弛豫時(shí)間越小；反之，T2越大說明水分越自由，更容易被排出[23]。干燥初期，木材組分中弛豫時(shí)間最長的自由水T23先蒸發(fā)，內(nèi)部自由水在毛細(xì)管張力作用下向表層持續(xù)遷移。隨著干燥的進(jìn)行，A22、A23峰值信號量不斷減小，水分不斷散失且蒸發(fā)面不斷向內(nèi)部移動。圖3 自由水與結(jié)合水分量

圖2 不同含水率狀態(tài)下的弛豫信號強(qiáng)度變化圖桉木及楊木飽水試件均存在3個(gè)弛豫峰，其弛豫峰對應(yīng)的T2分別為桉木：1.32、32.75、403.70 ms；楊木：2.66、32.75、352.12 ms。根據(jù)Labbe等[24]對水分存在狀態(tài)T2數(shù)量級范圍的劃分可知，結(jié)合水為0.1～10 ms，自由水為10～100 ms。由此可知，桉木及楊木飽水試件的3個(gè)弛豫峰代表了3種狀態(tài)的水分，分別為T21代表的結(jié)合水，以及T22、T23代表的2種狀態(tài)的自由水[17]。根據(jù)弛豫信號變化圖2中峰面積所占比例計(jì)算該種峰對應(yīng)的水分含量，結(jié)果如表1所示。由圖2和表1可知，干燥初期，自由水快速散失；不同于自由水，結(jié)合水散失貫穿整個(gè)干燥過程，散失速度較慢。張明輝等[22]利用核磁共振對新疆楊干燥過程進(jìn)行研究，結(jié)果表明在整個(gè)干燥過程中結(jié)合水的弛豫時(shí)間不斷減小，說明在自由水散失的同時(shí)伴隨著結(jié)合水的散失。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]冀北山區(qū)不同坡向白樺木材解剖特性徑向變異研究[J]. 唐爽,孫照斌,馬長明.  西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2018(03)
[2]含水率與溫度對巨尾桉汽蒸效果的影響及機(jī)理研究[J]. 孔璐璐,趙紫劍,何正斌,伊松林.  西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2018(02)
[3]青岡櫟天然林木材的解剖特征及基本材性研究[J]. 胡拉,吳東山,徐慧蘭,楊章旗.  西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2018(02)
[4]基于LFNMR的木材干燥過程中水分狀態(tài)變化[J]. 馬爾妮,王望,李想,楊甜甜.  林業(yè)科學(xué). 2017(06)
[5]低場核磁共振及成像技術(shù)分析白芍炮制過程中水分變化規(guī)律[J]. 段文娟,李月,崔莉,劉峰,楊國紅,郭蘭萍,王曉.  中國中藥雜志. 2017(11)
[6]核磁共振技術(shù)在果蔬中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 黃亞偉,張令,王若蘭,王慧,趙炎.  食品工業(yè). 2015(12)
[7]利用核磁共振測定木材吸著水飽和含量[J]. 高鑫,莊壽增.  波譜學(xué)雜志. 2015(04)
[8]利用時(shí)域核磁共振研究木材干燥過程水分狀態(tài)變化[J]. 張明輝,李新宇,周云潔,高玉磊.  林業(yè)科學(xué). 2014(12)
[9]太陽能干燥裝置性能及三七干燥效果[J]. 王云峰,李明,王六玲,魏生賢.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2010(10)

博士論文
[1]MUF樹脂浸漬楊木干燥過程中水分遷移和樹脂固化特性研究[D]. 徐康.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2017



本文編號：3289465