СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ Российский патент 1994 года по МПК B27K5/04 F26B3/20 B29C71/02 

Изобретение относится к области деревообработки и может быть использовано в лесопильной и деревообрабатывающей промышленности.

Известен способ сушки древесины, по которому листовой материал типа древесного шпона сушат в герметически закрытой полости, которая образована между нагревательными элементами и имеет высоту на 0,2-0,5 мм, превышающую толщину шпона.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ обработки древесины, включающий сушку путем нагрева, выдержку при повышенной температуре в герметичном пространстве с последующим сбросом давления.

Недостатком известного способа являются повышенные энергозатраты. Целью изобретения является снижение энергозатрат путем реализации сушки в режиме кипения.

Указанная цель достигается тем, что в способе обработки древесины, включающем сушку путем нагрева, выдержку при повышенной температуре в герметичном пространстве с последующим сбросом давления, древесину нагревают до температуры, превышающей температуру кипения свободной влаги в ней при атмосферном давлении и до стабилизации давления парогазовой фазы.

Кроме того, сброс давления осуществляют до уровня ниже атмосферного.

Прогрев древесины при сушке происходит за счет тепломассопереноса. В начале сушки нагреваемые элементы нагревают древесину. Содержащаяся в поверхностных слоях влага испаряется. Поскольку нагрев ведется в герметичном пространстве, то давление парогазовой смеси растет, это в свою очередь обеспечивает подъем температуры смеси до температуры обогреваемых элементов.

Рост давления в герметичном пространстве обеспечивает возникновение градиента давления снаружи и внутри древесины, вследствие чего парогазовая смесь движется внутрь древесины и, ступенчато конденсируясь там, быстро прогревает весь объем древесины до температуры нагреваемых элементов. Прогрев древесины при этом осуществляется за счет переноса нагретого вещества (паров воды), т. е. тепломассопереноса.

Момент окончания прогрева всего объема древесины до температуры нагреваемых элементов соответствует окончанию роста давления парогазовой смеси в герметичном пространстве, т. е. его стабилизации. При этом устанавливается динамическое равновесие между газовой (пар) и жидкой (свободная влага) фазами.

Созданные условия (нагрев в герметичном пространстве) обеспечивают возможность перегрева свободной влаги в древесине по всему объему выше температуры ее кипения при атмосферном давлении.

После нагрева древесины по всему объему до температуры выше температуры кипения свободной влаги в ней при атмосферном давлении осуществляют разгерметизацию сушильного пространства. При этом достигается удаление влаги из древесины и снижение давления до атмосферного.

За счет того, что влага во всем объеме древесины перед спуском давления находится при температуре выше 100^оС, то сразу после снижения давления она интенсивно вскипает и в виде пара интенсивно удаляется из древесины за короткий промежуток времени.

Уменьшение давления в камере ниже атмосферного, например, отсосом, увеличивает интенсивность выхода парогазовой смеси из древесины за счет увеличения градиента давления в ней и разгерметизированном пространстве.

Паровыводящие каналы в нагреваемых элементах облегчают выход парогазовой смеси, поскольку в этом случае она удаляется из древесины не только через свободные торцы, но и через сами элементы, находящиеся в непосредственном контакте с древесиной.

Поскольку прогрев древесины путем тепломассопереноса происходит быстро по всему объему, то в древесине не возникают большие остаточные напряжения и соответственно не возникают трещины, что позволяет повысить качество высушиваемой древесины.

П р и м е р. Сушат деревянную доску размером 300х180х20 мм и начальной влажностью 60% (древесина - сосна), которую помещают между двумя металлическими пластинами, имеющими вдоль всей плоскости контакта с доской паровыводящие каналы сечением 2х3 мм. Пластины имеют размер 305х185х6 м и обогреваются путем пропускания через них электрического тока. В цепь питания пластин электрическим током включают терморегулятор, обеспечивающий регулировку тока в соответствии с заданной температурой нагрева.

Пакет (доска и пластины) помещают в герметично закрывающуюся камеру размером 310х190х40 мм, стенки которой термоизолированы жидким стеклом и дополнительно обогреваются электронагревателями. Контроль температуры осуществляют термопарой. Момент окончания увеличения парогазового давления внутри герметичной камеры соответствует полному прогреву всего объема древесины до заданной температуры и контролируется датчиком давления. Нагрев производят до 140^оС. Прогрев всего объема древесины заканчивается через 12 мин, давление парогазовой смеси при этом достигает 0,4 МПа.

После этого производят разгерметизацию сушильной камеры путем открытия клапана давления. Полный выход парогазовой смеси заканчивается через 1,5 мин. Конечная влажность древесины после сушки составляет 8% .

Общее время сушки составляет 13,5 мин.

Производят сушку такой же доски при нагреве до 170^оС. Время прогрева в этом случае составляет 12,5 мин, общее время сушки 14 мин.

Уменьшения прочностных свойств доски, определенных по результатам испытаний на статический изгиб, не обнаружено, что свидетельствует об отсутствии трещинообразования в процессе сушки.

(56) Авторское свидетельство СССР N 249289, кл. F 26 В 3/20, 7/00, 1965.

Авторское свидетельство СССР N 1586910, кл. В 27 К 5/06, 1988.

Использование: сушка древесины в режиме кипения. Сущность изобретения: древесину нагревают в герметичном пространстве до температуры, превышающей температуру кипения свободной влаги в ней, при атмосферном давлении и стабилизации давления парогазовой фазы. Сброс давления осуществляют до уровня ниже атмосферного. 1 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ, включающий сушку путем нагрева, выдержку при повышенной температуре в герметичном пространстве с последующим сбросом давления, отличающийся тем, что древесину нагревают до температуры, превышающей температуру кипения свободной влаги в ней при атмосферном давлении и до стабилизации давления парогазовой фазы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сброс давления осуществляют до уровня ниже атмосферного.