RU2425305C1 - Способ сушки и термической обработки древесины - Google Patents
Способ сушки и термической обработки древесины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425305C1 RU2425305C1 RU2010108198/06A RU2010108198A RU2425305C1 RU 2425305 C1 RU2425305 C1 RU 2425305C1 RU 2010108198/06 A RU2010108198/06 A RU 2010108198/06A RU 2010108198 A RU2010108198 A RU 2010108198A RU 2425305 C1 RU2425305 C1 RU 2425305C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood
- drying
- temperature
- heating
- moisture
- Prior art date
Links
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 title abstract 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологическим процессам по модифицированию древесных материалов для улучшения их физико-механических и эстетических характеристик и может быть использовано в деревообрабатывающей, мебельной и других отраслях промышленности при изготовлении изделий из древесины, в том числе ценных пород. Способ сушки и термической обработки древесины включает загрузку древесины с высокой начальной влажностью в вакуумную камеру, после чего начинается стадия сушки, состоящая из чередующихся стадий нагрева древесины при атмосферном давлении и вакуумирования. Сушка чередованием стадий нагрева и вакуумирования продолжается до достижения влажности древесины диапазона 15-18%. Далее осуществляется досушка древесины до абсолютно сухого состояния при постоянном подводе тепловой энергии и постепенно повышающемся давлении в аппарате за счет испаренной влаги. После досушки осуществляется нагрев древесины до 200-240°С по следующему закону: ! ! где s - толщина образца, мм; ρ - базисная плотность древесины, кг/м3; ΔТ/Δτ - изменение температуры в единицу времени, К/сек. После достижения заданной температуры термического модифицирования производится выдержка и последующее понижение температуры до 100°С. Способ сушки и термической обработки древесины позволяет снизить энергозатраты на проведение процесса благодаря отказу от дорогостоящего агента обработки, а также повысить качество получаемой продукции вследствие предварительной качественной сушки древесины и рационального режима ведения процесса термомодифицирования по определенной зависимости. 3 ил.
Description
Изобретение относится к технологическим процессам по модифицированию древесных материалов для улучшения их физико-механических и эстетических характеристик и может быть использовано в деревообрабатывающей, мебельной и других отраслях промышленности при изготовлении изделий из древесины, в том числе ценных пород.
Известен способ термической обработки древесины и устройство его осуществления (см. патент №2277045, МПК B27K 3/02, 2006 г.), включающий нагревание древесины до 140-150°C в атмосфере воздуха в течение 2-3 часов, дальнейший нагрев древесины в атмосфере водяного пара до 210-220°C в течение 2-3 часов, осуществляемый посредством постоянного дозированного впрыска воды в камеру и вытеснения воздуха и иных газов из камеры образующимся водяным паром.
Основным недостатком данного способа от предлагаемого является использование постоянного дозированного впрыска воды в камеру термомодификации, что приводит к повышению энергетических затрат на осуществление данного процесса.
Также известен способ обработки массива или реконструированной древесины для извлечения содержащихся в ней веществ (см. патент №2007140577, МПК F26B 7/00, 2006 г.), при осуществлении которого каждую из заготовок древесины из партии, подлежащей обработке, размещают в контакте с терморегулируемым теплопроводящим прессом.
Основным недостатком данного способа является то, что он предназначен для очистки древесины от загрязнений и не преследует цель получения качественной термически модифицированной древесины, поскольку не задан темп повышения температуры и не определены условия предварительной сушки.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому методу является способ термической обработки древесины (см. патент №2008116520, МПК B27K 1/00, 2008 г.), включающий загрузку древесины в автоклав с исходной влажностью 6-16%, нагрев древесины до температуры 100°C в течение 1,5-2,5 ч подачей водяного пара, повышение температуры до 130-150°C и до давления 3÷5 атм в течение 1,5-2,5 ч и выдержку древесины при этой температуре и этом давлении в течение 1,5-2,5 ч, понижение температуры до 100°C и давления до атмосферного в течение 1,5-2,5 ч, вакуумирование автоклава до давления 0,2-0,5 атм, и последующую выдержку древесины при этом давлении в течение 12-24 ч.
Основным недостатком данного способа является использование в качестве агента обработки насыщенного водяного пара высокого давления, что приводит к большим энергозатратам за счет потерь тепла в окружающую среду и увеличению капитальных затрат на оборудование, а также необходимость предварительной качественной сушки древесины до влажности 6-16% перед загрузкой в автоклав.
Целью настоящего изобретения является снижение энергозатрат на проведение процесса и повышение качества термической обработки древесных пиломатериалов.
Указанная цель достигается тем, что предлагаемый способ сушки и термической обработки древесины, включающий загрузку древесины в вакуумную камеру, нагрев древесины, выдержку при высокой температуре, понижение температуры до 100°C, отличается тем, что подвод тепловой энергии осуществляется контактным способом от перфорированных металлических пластин, а загружаемая древесина может иметь высокую начальную влажность, после загрузки которой в вакуумную камеру начинается стадия сушки, состоящая из чередующихся стадий нагрева древесины при атмосферном давлении и вакуумирования до достижения влажности древесины диапазона 15-18% с последующей досушкой до абсолютно сухого состояния при постоянном подводе тепловой энергии и постепенно повышающемся давлении за счет испаренной влаги; после досушки осуществляется нагрев древесины до 200-240°C по следующему закону:
где s - толщина образца, мм; ρ - базисная плотность древесины, кг/м3; ΔТ/Δτ - изменение температуры в единицу времени, К/сек.
Отличительным признаком предлагаемого способа сушки и термической обработки древесины является подвод тепловой энергии, осуществляемый контактным способом от перфорированных металлических пластин, а загружаемая древесина может иметь высокую начальную влажность, после загрузки которой в вакуумную камеру начинается стадия сушки, состоящая из чередующихся стадий нагрева древесины при атмосферном давлении и вакуумирования до достижения влажности древесины диапазона 15-18% с последующей досушкой при постоянном подводе тепловой энергии и постепенно повышающемся давлении за счет испаренной влаги; после досушки осуществляется нагрев древесины до 200-240°C по следующему закону:
где s - толщина образца, мм; ρ - базисная плотность древесины, кг/м3; ΔТ/Δτ- изменение температуры в единицу времени, К/сек.
Указанный процесс можно представить в виде графиков изменений давления, температуры и влажности в процессе сушки и термической обработки древесины (фиг.1).
Пример осуществления способа поясняется на чертежах установки для сушки и термической обработки древесины (фиг.2) и нагревательной плиты (фиг.3).
Данная установка состоит из теплоизолированной вакуумной камеры 1 и крышки камеры 2. Внутри камеры размещены нагревательные плиты 3, между которыми располагают древесину 4, подвергающуюся сушке и тепловой обработке. Установка также включает водокольцевой вакуумный насос 5, систему охлаждения 6, манометр 7, вакуумный клапан 8 и напускной клапан 9. Плиты 3 состоят из перфорированных металлических пластин 10, нагреваемых электронагревательным кабелем 11.
Процессы сушки и термомодифицирования древесины происходят следующим образом. Через открытую крышку 2 древесина 4 с высокой начальной влажностью укладывается в герметичную теплоизолированную камеру 1 между нагреваемыми плитами 3. После закрытия крышки 2 начинается стадия прогрева древесины при атмосферном давлении до температуры 80-90°C с последующей выдержкой в течение 1,5-3,5 ч в зависимости от толщины пиломатериала. При этом происходит интенсивное испарение влаги с поверхности пиломатериала. Затем производят стадию вакуумирования с помощью системы охлаждения 6 и насоса 5, при этом происходит процесс переноса влаги с центральных слоев пиломатериала к его периферии и испарение влаги из пиломатериала за счет ранее аккумулированной тепловой энергии. Влага из древесины удаляется через перфорацию металлических пластин нагревательных плит 3 и отводится путем конденсации системой охлаждения 6 с последующим удалением из камеры 1 водокольцевым вакуумным насосом 5. Контроль давления в камере происходит при помощи манометра 7. После окончания стадии вакуумирования открывают напускной клапан 9 и повторяют цикл «нагрев-вакуумирование». Чередование стадий нагрева и вакуумирования применяется до снижения влажности до 15-18% с целью интенсификации процесса и повышения качества сушки древесины.
После достижения древесиной влажности 15-18% начинается стадия вакуумной досушки при постоянном подводе тепловой энергии. Стадия досушки осуществляется при постепенно повышающемся давлении внутри камеры 1 за счет испаряемой из древесины влаги, для этого отключены система охлаждения 6 и водокольцевой вакуумный насос 5.
Переходное значение влажности 15-18% объясняется тем, что снижение влажности ниже 15% увеличивает продолжительность процесса сушки за счет чередования стадий прогрева и вакуумирования, а оставшейся влаги недостаточно для дальнейшего повышения давления в аппарате до 1 атм. При влажности древесины более 18% наблюдается снижение качества получаемой продукции.
После достижения древесиной абсолютно сухого состояния пиломатериал подвергается термическому модифицированию при температуре 200-240°C. Процесс повышения температуры до заданного режимом значения проходит по закону:
где s - толщина образца, мм; ρ - базисная плотность древесины, кг/м3; ΔT/Δτ - изменение температуры в единицу времени, К/сек.
После повышения температуры древесины до заданного режимного значения, определяемого необходимой степенью термического модифицирования, древесину выдерживают при данной температуре в течение 3-5 часов, далее пиломатериал охлаждают в камере 1 до температуры 100°C путем включения системы охлаждения 6.
Представленный закон изменения температуры позволяет определить темп повышения температуры нагревательной плиты 3 в зависимости от толщины и плотности древесины, подвергающейся обработке. С помощью полученной формулы можно рассчитать изменение температуры нагрева агента обработки с целью получения наиболее равномерной степени термического модифицирования пиломатериала по всему объему. Несоблюдение данного закона в процессе нагрева древесины приводит к следующим результатам:
- при ускорении темпа повышения температуры среды наблюдается высокая неравномерность модифицирования по сечению пиломатериала, а следовательно, происходит снижение физико-химических и эстетических характеристик получаемой продукции;
- при снижении темпа повышения температуры среды увеличиваются энергозатраты и продолжительность процесса.
| Пример конкретного исполнения предложенного закона повышения температуры нагрева древесины | ||||
| Изменение температуры ΔТ | ||||
| Порода (базисная плотность, кг/м3) | Δτ, сек | Толщина образца, мм | ||
| 10 | 25 | 50 | ||
| Сосна (ρ=350 кг/м3) | 60 | 15,42 | 2,46 | 0,61 |
| 300 | 77,1 | 12,3 | 3,06 | |
| 600 | 154,2 | 24,6 | 6,12 | |
| Береза (ρ=500 кг/м3) | 60 | 13,32 | 2,12 | 0,53 |
| 300 | 66,6 | 10,62 | 2,64 | |
| 600 | 133,2 | 21,24 | 5,28 | |
| Дуб (ρ=630 кг/м3) | 60 | 12,6 | 2,02 | 0,51 |
| 300 | 63 | 10,08 | 2,52 | |
| 600 | 126 | 20,16 | 5,04 | |
Предложенный способ сушки и термической обработки древесины позволяет снизить энергозатраты на проведение процесса и повысить качество получаемой термодревесины, вследствие того, что осуществляется надлежащее качество предварительной сушки пиломатериала, а также производится контроль за темпом повышения температуры на стадии термического модифицирования.
Claims (1)
- Способ термообработки древесины, включающий загрузку древесины в вакуумную камеру, нагрев древесины, выдержку при высокой температуре, понижение температуры до 100°С, отличающийся тем, что подвод тепловой энергии осуществляется контактным способом от перфорированных металлических пластин, а загружаемая древесина может иметь высокую начальную влажность, после загрузки которой в вакуумную камеру начинается стадия сушки, состоящая из чередующихся стадий нагрева древесины при атмосферном давлении и вакуумирования до достижения влажности древесины диапазона 15-18% с последующей досушкой до абсолютно сухого состояния при постоянном подводе тепловой энергии и постепенно повышающемся давлении за счет испаренной влаги; после досушки осуществляется нагрев древесины до 200-240°С по следующему закону:
где s - толщина образца, мм; ρ - базисная плотность древесины, кг/м3; ΔТ/Δτ - изменение температуры в единицу времени, К/с.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010108198/06A RU2425305C1 (ru) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Способ сушки и термической обработки древесины |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010108198/06A RU2425305C1 (ru) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Способ сушки и термической обработки древесины |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2425305C1 true RU2425305C1 (ru) | 2011-07-27 |
Family
ID=44753641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010108198/06A RU2425305C1 (ru) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Способ сушки и термической обработки древесины |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2425305C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722580C1 (ru) * | 2019-12-02 | 2020-06-01 | Виктор Анатольевич Жирнов | Устройство и способ высокотемпературной обработки древесины |
| RU2724421C2 (ru) * | 2018-08-27 | 2020-06-23 | Василий Юрьевич Чернов | Способ и устройство для подготовки и высокотемпературной обработки древесины |
| RU2790390C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2023-02-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые лесные технологии" (ООО "НовЛесТех") | Способ изготовления термодревбетона |
| CN116989567A (zh) * | 2023-08-03 | 2023-11-03 | 泉州古德造木家居有限公司 | 一种木材真空干燥设备及工艺 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU861900A1 (ru) * | 1979-12-17 | 1981-09-07 | Центральный научно-исследовательский институт механической обработки древесины | Вакуумна сушилка |
| WO1997010482A1 (en) * | 1995-09-15 | 1997-03-20 | Microwave Drying Limited | Drying of timber |
| RU2164327C2 (ru) * | 1998-09-07 | 2001-03-20 | Дерягин Валентин Нилович | Сушильная камера |
| RU42097U1 (ru) * | 2004-08-04 | 2004-11-20 | Арсентьев Александр Арсентьевич | Установка вакуумной сушки |
-
2010
- 2010-03-04 RU RU2010108198/06A patent/RU2425305C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU861900A1 (ru) * | 1979-12-17 | 1981-09-07 | Центральный научно-исследовательский институт механической обработки древесины | Вакуумна сушилка |
| WO1997010482A1 (en) * | 1995-09-15 | 1997-03-20 | Microwave Drying Limited | Drying of timber |
| RU2164327C2 (ru) * | 1998-09-07 | 2001-03-20 | Дерягин Валентин Нилович | Сушильная камера |
| RU42097U1 (ru) * | 2004-08-04 | 2004-11-20 | Арсентьев Александр Арсентьевич | Установка вакуумной сушки |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2724421C2 (ru) * | 2018-08-27 | 2020-06-23 | Василий Юрьевич Чернов | Способ и устройство для подготовки и высокотемпературной обработки древесины |
| RU2722580C1 (ru) * | 2019-12-02 | 2020-06-01 | Виктор Анатольевич Жирнов | Устройство и способ высокотемпературной обработки древесины |
| RU2790390C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2023-02-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые лесные технологии" (ООО "НовЛесТех") | Способ изготовления термодревбетона |
| CN116989567A (zh) * | 2023-08-03 | 2023-11-03 | 泉州古德造木家居有限公司 | 一种木材真空干燥设备及工艺 |
| RU2821485C1 (ru) * | 2023-12-25 | 2024-06-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Способ изготовления теплоизоляционного термодревбетона |
| RU2821486C1 (ru) * | 2023-12-25 | 2024-06-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Способ изготовления универсального термодревбетона |
| RU244026U1 (ru) * | 2024-12-11 | 2026-06-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Устройство для вакуумной сушки капиллярно-пористых материалов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8465845B2 (en) | Method and apparatus for preserving wood, and wood product | |
| CA3163228A1 (en) | Method for a continuous wood modification by heating | |
| JP3813690B2 (ja) | 木質材の寸法安定化処理方法 | |
| JP3664489B2 (ja) | 質感の変化のために植物製品を処理する方法と、かかる方法を実施するための設備と、このようにして実現された製品 | |
| JP6631952B2 (ja) | 木材処理方法 | |
| PT1280638E (pt) | Processo para a produção de produtos duráveis | |
| JP4787432B2 (ja) | 木材の圧密固定化方法 | |
| CN106182307A (zh) | 一种薄板木材的碳化方法 | |
| RU2300893C1 (ru) | Способ сушки растительных материалов | |
| RU2333036C1 (ru) | Способ обработки зерновых материалов | |
| RU2453425C1 (ru) | Способ термической обработки древесины | |
| CA2612159A1 (en) | Method for the treatment of wood or wood products | |
| RU2186305C2 (ru) | Способ сушки пиломатериалов | |
| RU2162581C2 (ru) | Способ сушки материала из древесины | |
| CN107696213B (zh) | 一种木材高温干燥处理的方法 | |
| RU2520272C1 (ru) | Способ сушки и термовлажностной обработки крупномерной древесины | |
| RU2350863C1 (ru) | Способ сушки древесины дуба мореного | |
| RU2191685C1 (ru) | Способ уплотнения древесины | |
| CN105313202B (zh) | 一种去除红木气味的方法 | |
| Wang et al. | Microwave wood strand drying: energy consumption, VOC emission and drying quality | |
| RU2850585C1 (ru) | Способ вакуумной сушки пастообразных материалов и вакуумная сушилка для его осуществления (варианты) | |
| CN111795551B (zh) | 利用压差对流实现快速干燥的设备及其使用方法 | |
| JP2022535501A (ja) | 高糖含量液体の真空マイクロ波乾燥 | |
| RU2637288C1 (ru) | Способ импульсной сушки | |
| RU2109626C1 (ru) | Способ изменения физико-механических свойств древесины |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120305 |