СПОСОБ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ Российский патент 1994 года по МПК F26B3/02 

Изобретение относится к технике сушки материалов из древесины с применением тепла перегретого водяного пара и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности для ускоренной сушки пиломатериалов.

Цель изобретения - ускорение сушки с одновременным упрочнением древесины за счет равномерного расплавления и полимеризации смол, находящихся в древесине.

Нагрев и выдержку пиломатериалов в процессе сушки ведут под давлением 1-2 ат. острым перегретым паром при температуре 110-150^оС. Способ сушки пиломатериалов осуществляют в автоклавах, герметизированных котлах и аппаратах, работающих на остром перегретом паре при давлении до 4 ат.

Высушенную древесину охлаждают в этих же аппаратах сжатым воздухом до температуры окружающей среды.

П р и м е р 1. Сушка половой доски и различных заготовок столярных изделий из хвойных пород древесины.

Сушку древесины ведут, например, в герметичном вулканизационном котле Луганского теплостроительного завода, емкостью 37,2 м³, внутренним диаметром 2,8 м и длиной 6,0 м; давление острого перегретого пара до 4 ат и температура до 160^оС.

Пилопродукция, уложенная в пакеты, загружается в котел в количестве 30 м³. Средняя влажность исходной древесины 30% .

В герметично закрытый котел подают острый перегретый пар при давлении 1 ат, температуре 110^оС и теплосодержанием 644 ккал/кг.

Нагрев древесины и воды ведут с 0 до 110^оС. В период нагрева древесины из котла дренируют водный конденсат пара. Горячий водяной конденсат используют как теплоноситель для внутренних целей.

В период нагрева расход пара держат в пределах 5-4 т/ч.

По мере нагрева древесины и уменьшения водного конденсата дренаж перекрывают и продолжают процесс нагрева.

Нагретую до 110^оС древесину выдерживают при этой температуре в течение 1,5-2 ч. В этот период всю гигроскопическую воду древесины переводят в пар, который непрерывно удаляют из котла вместе с отработанным перегретым паром. В период нагрева улетучиваются легколетучие вещества древесины, размягчаются и плавятся древесные смолы при температуре 60-80^оС (канифоль, бальзамы).

При повышении температуры до 110^оС идут процессы полимеризации смол с образованием высокомолекулярных соединений, которые переходят в густое, вязкое состояние и делают древесину более прочной и более эластичной за счет пропитки поверхности пор древесины жидкими, расплавленными смолами. После их полимеризации и отвердения уменьшается влагопоглощаемость древесины.

В период выдержки древесины при 110^оС пар расходуют только для поддержания этой температуры в древесине.

По окончании выдержки древесины прекращают подачу пара в котел.

При высокотемпературной сушке древесины под давлением водяного пара древесину высушивают практически до 4-10% содержания влаги. Регулируют остаточное содержание влаги в древесине временем выдержки при наивысшей температуре.

В отработанном паре фракционно улавливают легколетучие ароматические вещества, а остатки тепла используют на внутризаводские цели.

Теоретически этим способом древесину можно сушить до 0,03-0,07% остаточной влаги.

Охлаждение древесины ведут в этом же котле, для чего вместо пара подают сжатый воздух под давлением до 1,3 ат. при температуре окружающей среды 18-25^оС. Охлаждают древесину со скоростью до 60-120^оС/ч. Охлажденные пакеты с пилопродукцией выгружают и направляют на склад и потребителю.

П р и м е р 2. Сушка 10-15 см досок пихтовой древесины плотностью 0,3 г/см³. Для нагрева и обработки древесины используют тот же вулканизационный котел и ведутся те же операции нагрева и обработки. Доски, уложенные на платформы тележек, завозятся по рельсам в котел в количестве 25 м³. Средняя влажность исходной древесины 30% . Крышка котла закрывается и в котел подается перегретый пар при температуре 120^оС и давлении 1,3 ат. Нагрев древесины ведут с 0 до 120^оС при расходе пара 5-5,5 т/ч.

Нагретую древесину до 120^оС выдерживают в течение 1 ч при расходе пара 1,5 т/ч. Идут процессы перехода воды древесины в пар, который вместе с отработанным перегретым паром удаляют из котла через дренажный паропровод. Так же идет процесс плавления смол, пропитка древесины, затем их загустение и отвердение при охлаждении.

Отсутствие деформации (коробление) досок можно объяснить тем, что нагрев древесины до 100^оС идет без удаления воды под давлением. За счет такого нагрева выравнивается неравномерная напряженность отдельных участков в слое досок с переводом их внутренних сил в новое равновесное состояние, которое практически не меняется при превращении воды древесины в пар при перепаде, повышении температуры древесины от 100 до 120^оС.

После прекращения подачи пара в котел подают сжатый воздух на охлаждение при давлении 1 ат. Одновременно охлаждение древесины идет интенсивно изнутри за счет конденсации пара, оставшегося в порах испарившейся воды. Это способствует получению аморфной структуры затвердения смол (канифоли), пропитавших клеточные стенки древесины, что делает древесину прочнее и эластичнее. Содержание влаги после сушки 8% . После выгрузки охлажденной древесины цикл сушки продолжается.

П р и м е р 3. Сушка 50 мм досок поперечной распиловки дубовой древесины плотностью 0,8 г/см³, средняя влажность 25% , начальная температура досок 10^оС.

Доски, загруженные в котел, нагревают и обрабатывают острым перегретым паром под давлением 2 ат и температуре пара 150^оС.

Нагретые доски до 150^оС выдерживают 1 ч и охлаждают сжатым воздухом под давлением. Содержание остаточной влаги в древесине 7% .

Древесина, обработанная при сушке острым перегретым паром не требует антисептической обработки. Таким образом один цикл сушки пилопродукции из древесины максимально длится пять-шесть часов. (56) Н. С. Селюгин. Сушка древесины. М-Л. : Гослесбумиздат, 1949, с. 152-153.

Использование: в деревообрабатывающей промышленности. Сущность изобретения: нагрев пиломатериалов осуществляют острым перегретым водяным паром. С последующей выдержкой с удалением выделившейся влаги и охлаждением, при этом нагрев и выдержку ведут при температуре 110 - 150С и давлении острого перегретого пара 1 - 2,0 ат, причем выдержку осуществляют в течение 1 - 2 ч, а охлаждение - сжатым воздухом до температуры окружающей среды.

СПОСОБ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ путем их нагрева острым перегретым водяным паром с последующей выдержкой, с удалением выделившейся влаги и охлаждением, отличающийся тем, что нагрев и выдержку ведут при 110 - 150^oС и давлении острого перегретого пара 1 - 2,0 ат, причем выдержку осуществляют в течение 1 - 2 ч, а охлаждение - сжатым воздухом до температуры окружающей среды.