СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Российский патент 2024 года по МПК A23L2/00 C02F1/04 

Изобретение относится к способам получения питьевой воды из древесины с использованием сушильной камеры [A23L2/00, B01D1/00, F26B3/00].

Из уровня техники известен СПОСОБ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ [RU2682471, опубл. 19.03.2019] включающий нагрев агента сушки и древесины в камере сушки, движение и распределение агента сушки в штабеле древесины при помощи по меньшей мере одного вентилятора, удаление паровоздушной смеси и сконденсированной влаги из камеры сушки в ресивер и далее в емкость для сбора конденсата, воздействие на древесину трехпериодными вакуумными импульсами с вытеснением влаги из древесины и углублением вакуума с каждым последующим импульсом, при которых в первые два периода воздействия вакуумными импульсами удаляется свободная влага, а в третьем периоде удаляется связанная влага, отличающийся тем, что после проведения операций вакуумного воздействия на древесину первого периода осуществляют удаление сливом или принудительным откачиванием вытесненной из древесины влаги, скопившейся в камере сушки, затем в процессе осуществления вакуумных воздействий второго и третьего периодов осуществляют охлаждение конденсата до температуры 15-45°С, а в процессе выполнения вакуумных воздействий на древесину в третьем периоде, при вытеснении связанной влаги, осуществляют по меньшей мере одну пропарку древесины.

Недостатком аналога является то, что в ходе реализации указанного способа не получается питьевая вода.

Из уровня техники известна КОМПЛЕКСНАЯ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНОЙ ВЫТЯЖКИ ИЗ СТВОЛА СОСНЫ [RU2782764, опубл. 02.11.2022] включающая деревообрабатывающую линию и линию для получения водной вытяжки из ствола дерева, причём две линии совмещены так, что деревообрабатывающая линия включает по меньшей мере одну сушильную камеру для пиломатериалов, которая одновременно выполняет функцию камеры насыщения производственной линии для получения водной вытяжки из ствола дерева.

Из уровня техники известен СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ [RU2555161, опубл. 10.07.2015] характеризующийся тем, что он включает продувку растительного сырья в сушильной камере нагретым до 40-70^оС воздухом в течение 3-12 часов, подачу обогащенного растительной влагой в сушильной камере воздуха в узел сбора конденсата с последующим его охлаждением и обезвоживанием, сбор конденсата в водосборник с использованием его в качестве конечного продукта , при этом камера выполнена из химически нейтрального к растительному сырью материала, а в качестве растительного сырья используют свежие ягоды и/или фрукты.

Наиболее близким по технической сущности является СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ [RU2410982, опубл. 10.02.2011] характеризующийся тем, что он предусматривает продувку в сушильной камере воздухом, нагретым до температуры не более 40-45°С, окоренной древесины, а питьевую воду получают из воздуха, обогащенного древесной влагой, путем ее конденсации и последующего охлаждения, при этом сушильная камера изготовлена из химически нейтрального к древесной влаге материала.

Основной технической проблемой аналогов и прототипа является неравномерность просушки древесины из-за того, что длительность сушки и указанные температурные режимы не позволяют осуществить равномерный прогрев всего исходного материала. Неравномерность прогрева снижает эффективность заявленных способов получения воды, в частности, снижается общее количество питьевой воды с единицы исходного материала, также повышается вероятность наличия лишних примесей в готовом продукте.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом является обеспечение равномерного прогрева неокоренной древесины во время ее сушки для получения питьевой воды.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ получения питьевой воды, характеризующийся тем, включает в себя этап сушки в сушильной камере древесины воздухом, нагретым до температуры не более 45°С при этом питьевую воду получают путем конденсации и последующего охлаждения, отличающийся тем, что перед этапом сушки реализуют этап нагрева неокоренной древесины от начальной температуры до температуры сушки в течении 18-48 часов, этап сушки реализуют при температуре 33 – 45°С в течении 100-450 часов, температуру воздействующую на древесину на этапах нагрева и сушки изменяют со скоростью не более одного градуса за один час.

В частности, в качестве древесины используют сосну.

В частности, в качестве древесины используют березу.

В частности, в качестве древесины используют осину.

В частности, в качестве древесины используют ель.

В частности, в качестве древесины используют липу.

В частности, в качестве древесины используют пихту.

В частности, в качестве древесины используют лиственницу.

В частности, в качестве древесины используют кедр.

Осуществление изобретения.

Способ получения питьевой воды реализуют в несколько этапов.

Первоначально осуществляют валку леса. Для реализации заявленного способа используют различные виды древесины, в частности могут быть использованы: береза, липа, осина, клен, дуб, сосна, ель, пихта, лиственница, кедр и др. Трех-шести метровый пиловочник доставляют на производство непосредственно сразу после валки и распиливают на ленточной или маятниковой пилораме на необрезную неокоренную доску (неокоренные доски используются потому что в коре древесины находится много полезных для человека веществ). В зависимости от вида древесины процесс до укладки в сушильную камеру занимает до 1 недели с момента валки. Доски формируют размером 20,25,30,40,50 мм по 3-6 метра. Перед укладкой доску продувают от остатков опила и грязи. Загрузку в сушильную камеру производят вилочным погрузчиком грузоподъемностью 3,5 т. Укладывают доски через прокладки, напиленные из той же древесины размером 25х50х1300м. Получают размер пачки 1300х1300х3000 м. весом около 3т (в зависимости от вида древесины). Входная влажность древесины, при этом должна быть боле 35 %.

В варианте реализации способа, объем сушильной камеры составляет 50 м³ размер загрузки штабеля 4000х4000х6000, но может быть изменен от 5 м³ до 100 м³.

В одном из вариантов реализации сушильная камера изготовлена из металлоконструкций и обшита нержавеющими сэндвич панелями с утеплением 120 мм из пенопласта. Пол залит стяжкой из бетона с покрытием тротуарной плиткой.

В одном из вариантов реализации сушильная камера выполнена полностью из древесины по технологии «алтайский теплый дом» с толщиной стен 280 мм (так как получаемая в ходе реализации способа вода является питьевой дерево лучше подходит как материал для стен и крыши).

В сушильной камере производят нагрев штабеля электрическими тэнами мощностью 24квт от начальной температуры 3-10°С до температуры сушки, с одновременной продувкой вентиляторами 5 шт по 3 квт каждый. Разогрев осуществляют в течении 18-48 часов. Вентиляторы, при этом, смонтированы над штабелем. Между штабелем и вентиляторами находится фальшпотолок из нержавеющего листа. Продувку штабеля осуществляют в реверсном режиме 30мин вперед 30 мин назад. Температуру воздействия на штабель изменяют плавно, не более 1 градус в 1 час (например, разогрев камеры происходит с 0°С до 30°С за 30 часов). Далее реализуют этап сушки, для чего выключают часть тэнов 12 квт и включают конденсационный агрегат, который конденсирует на холодном нержавеющем теплообменнике влагу из пара превращая ее в жидкость в количестве до 600 л в сутки. Дальнейший нагрев происходит за счет работы тэнов мощностью 12 квт и за счет формируемого паразитного тепла, которое образуется от горячего теплообменника агрегата. Температурный режим cушки от 33 до 45°С и зависит от вида древесины и толщины исходного материала. При достижении указанных температур, отключаются тены и дальнейшая сушка происходит на паразитном тепле от агрегата. По мере удаления влаги из камеры древесина становится сухой с влажностью 8-16% (при влажности воздуха 30-35% в камере). Жидкость собирают на поддоне из пищевой нержавеющей стали и сливают в пищевую емкость ( в варианте реализации размером 1м³ ) находящуюся под сушильной камерой, далее полученную питьевую воду подают насосом на линию розлива продукции - в пластиковые бутылки.

Агрегат находится непосредственно в сушильной камере. Агрегат заводского исполнения маркировка АКС 50 и сама сушильная камера производителя «Ижевский теплоагрегатный завод». Агрегат доработан нержавеющим холодным теплообменником и поддоном для сбора жидкости.

Объем получаемой жидкости по мере высыхания древесины в процессе этапа сушки уменьшается, процесс сушки длиться течении длится от 100 до 450 часов.

Примеры реализации заявленного способа.

Время разогрева выбирается исходя из конкретного вида древесины и толщины изначального материала и подобранно экспериментальным путем. Использование значения менее 18 часов может привести к деформации древесины из-за быстрого перепада температуры и ее неравномерному нагреву, что приведет к потере качества получаемой питьевой воды, использование значения более 48 часов не целесообразно, так как большие значения не влияют на равномерность нагрева древесины.

Начальная температура 3-10°С указана исходя из значений среднегодовой температуры места производства.

Температура сушки выбирается исходя из конкретного вида древесины и толщины изначального материала и подобранно экспериментальным путем. Использование значения более 45⁰С может привести к деформации древесины из-за чрезмерно высокого значения температуры и ее неравномерному нагреву, что приведет к потере качества получаемой питьевой воды и существенно снизит общее количество получаемой питьевой воды, использование значения менее 33°С является недостаточным для интенсивной сушки с образованием на выходе питьевой воды.

Время сушки выбирается исходя из конкретного вида древесины и толщины изначального материала и подобранно экспериментальным путем. Использование значения более 450 часов нецелесообразно, так как при такой длительности не происходит дополнительного образования питьевой воды, использование значения менее 100 часов является нецелесообразным так как этап сушки с образованием питьевой воды еще не завершён.

Изменение температуры воздействия на штабель при этапах нагрева и сушки - не более 1 градуса в 1 час, подобран экспериментально. Увеличение изменения температуры приведет к неравномерному прогреву древесины.

Пример 1.

Способ получения питьевой воды из сосны (таблица 1).

Таблица 1

Пример 2.

Способ получения питьевой воды из березы (таблица 2).

Таблица 2

Пример 3.

Способ получения питьевой воды из осины (таблица 3).

Таблица 3

Пример 4.

Способ получения питьевой воды из ели (таблица 4).

Таблица 4

Пример 5.

Способ получения питьевой воды из липы (таблица 5).

Таблица 5

Пример 6.

Способ получения питьевой воды из пихты (таблица 6).

Таблица 6

Пример 7.

Способ получения питьевой воды из лиственницы (таблица 7).

Таблица 7

Пример 8.

Способ получения питьевой воды из кедра (таблица 8).

Таблица 8

Характеристики получаемой питьевой воды показаны в таблицах 9, 10.

Таблица 9.

Таблица 10.

Анализ полученных из высушиваемой древесины вод показал, что их состав зависит от породы леса и по своим органолептическим свойствам различается, не превышая предельно допустимые нормативы.

Заявленный технический результат - обеспечение равномерного прогрева неокоренной древесины во время ее сушки для получения питьевой воды – достигается за счет того, что перед процессом сушки реализуют этап нагрева штабеля от начальной температуры до температуры сушки в течении 18-48 часов, что обеспечивает равномерность прогрева исходного материала перед процессом непосредственной сушки. Также заявленный технический результат достигается за счет того, что процесс ушки реализован при температуре от 33 до 45°С в течении 100 - 450 часов. При этом изменение температуры воздействия на штабель при этапах нагрева и сушки происходит плавно, не более 1 градуса в 1 час. Таким образом благодаря использованию описанных этапов, с указанными температурными и временными характеристиками обеспечивается равномерное поддержание температуры древесины на всех этапах ее термической обработки вплоть до получения готового продукта. Обеспечение равномерного прогрева древесины во время ее сушки обеспечивает получение до 600 л. питьевой воды в сутки. При этом качество получаемой воды соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 (показано в таблицах 9-10).

Изобретение относится к способам получения питьевой воды из древесины с использованием сушильной камеры. Способ получения питьевой воды включает этап сушки в сушильной камере древесины воздухом, нагретым до температуры не более 45°С. При этом питьевую воду получают путем конденсации и последующего охлаждения. Причем перед этапом сушки реализуют этап нагрева неокоренной древесины от начальной температуры до температуры сушки в течение 18-48 часов. Этап сушки реализуют при температуре 33-45°С в течение 100-450 часов. Причем температуру, воздействующую на древесину, на этапах нагрева и сушки изменяют со скоростью не более одного градуса за один час. Изобретение обеспечивает равномерный прогрев неокоренной древесины во время ее сушки при получении питьевой воды. 8 з.п. ф-лы, 10 табл.

1. Способ получения питьевой воды, характеризующийся тем, что включает в себя этап сушки в сушильной камере древесины воздухом, нагретым до температуры не более 45°С, при этом питьевую воду получают путем конденсации и последующего охлаждения, отличающийся тем, что перед этапом сушки реализуют этап нагрева неокоренной древесины от начальной температуры до температуры сушки в течение 18-48 часов, этап сушки реализуют при температуре 33-45°С в течение 100-450 часов, температуру, воздействующую на древесину, на этапах нагрева и сушки изменяют со скоростью не более одного градуса за один час.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве древесины используют сосну.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве древесины используют березу.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве древесины используют осину.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве древесины используют ель.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве древесины используют липу.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве древесины используют пихту.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве древесины используют лиственницу.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве древесины используют кедр.