DE1947053A1

DE1947053A1 - Kesseldruckverfahren zum Impraegnieren von feuchtem Holz

Info

Publication number: DE1947053A1
Application number: DE19691947053
Authority: DE
Inventors: Koukal Dipl-Ing Miroslav
Original assignee: Dr Wolman GmbH
Current assignee: Dr Wolman GmbH
Priority date: 1968-10-09
Filing date: 1969-09-13
Publication date: 1970-04-16
Also published as: DE1947053B2; AT288679B; DE1947053C3; ES372338A1; GB1236324A; FR2020202A1

Description

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PATENTANWALT IiJ^ /UO O

BANK. BERLINER BANK A.Q., DEPKAi 1 BERLIN 12, 12.9.69

KONTO NR. 70S4S ROSCHERSTRASSE 3 POSTSCHECK! BERLIN-WEST 1857« TELEFON 887 30 5«

Dr.Wolman G-.m.b.H. ,Sinzheim bei Baden-Baden.

kesseldruckverfahren zum Imprägnieren von feuchtem Holz.

Die Erfindung betrifft ein Kesseldruckverfahren zum Imprägnieren von Holz mit einem über dem Fasersättigungspunkt liegendem Feuchtigkeitsgehalt unter Anwendung von Druck und Vakuum-mit einem öli gen Imprägniermittel.

Es ist bekannt,z.B.beim Rüpingverfahren,beim Imprägnieren von Höl zern mit einem Luftvordruck zu arbeiten.Dadurch soll eine sogenannte Spartränkung erreicht werden,da durch den Luftvordruck ein Teil des von den Hölzern aufgenommenen öligen Imprägniermittels wieder aus den Zellumen verdrängt wird.

Nach einem anderen mit Luftdruck arbeitenden Verfahren,dem sogenannten Hütgersverfahren,wird das in das Holz durch den Luftdruck eingebrachte Öl aus den oberen Schichten des Holzes in grös sere Tiefe gedrückt.

Nach anderen bekannten Verfahren zum Imprägnieren Von Holz höheren Feuchtigkeitsgehaltes erfolgt das Trocknen des Holzes in einem Mittel,das nicht zum. Imprägnieren angewendet werden soll.Der Vorteil besteht darin ,dass das aus dem Holz verdampfte Wasser nicht in das Imprägniermittel gelangen kann»Der Nachteil liegt jedoch in dem grossen Zeitaufwand,der ungenügenden Kapazitätsausnutzung der Anlagen und der umständlichen Arbeitsweise. Andere ^erfahren zum Imprägnieren feuchten Holzes verwenden das Imprägniermittel gleichzeitig als Wärmeenergieträger,also zum Trookrien.Der Vorteil liegt darin,dass nur ein Mittel benötigt wird.Der Nachteil ist darin zu sehen,dass ein Teil des Wassers aus dem Holz direkt.in das Imprägniermittel,und zwar das Imprägnieröl,gelangt und dessen Wassergehalt über die zulässige Grenze hinaus erhöht,obwohl während des Verfahrens Wasser aus dem öl ent-

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fernt wird,indem es in einem Vorwärmer durch intensive Erhitzung · ausgeschieden wird.Das ist zeitraubend und bedingt einen erheblichen Energieverbrauch.Der Wassergehalt des Öles wird zwar herabgesetzt, jedoch die maximal zulässige Grenze nicht erreicht.Das Öl wird beim weiteren Tränkzyklus mit zu hohem Wassergehalt wiederin das Holz hineingedrückt.Durch den schwankenden Wassergehalt des· Öleswird die Ölaufnähme durch das Holz verändert,was auch dann zu Schwierigkeiten führt,wenn nach der Tränkung des feuchten Holzes in der nächsten Charge trocknes Holz imprägniert werden soll,v/eil die Ölaufnahmehier über die durch den Wassergehalt des Öles verfälschte Gewichtszunahme des Holzes bestimmt wird.Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Kesseldruckverfahren besteht darin,dass nach Beendigung der Druckperiode,d.h.,Aufhebung des auf das Öl ausgeübten Druckes,die Druckverminderung über dem Holz und im Holz von der Ausflußgeschwindigkeit des Öles aus dem Imprägnierkessel abhängt,was längere Zeit beansprucht und durch die von der Viskosität des Öles abhängige Fließgeschwindigkeit beeinflusst wird.Die langsame Druckabnahme im Holz verursacht zwar ein langsameres Entweichen von Wasser und Öl aus dem Holz,hat jedoch keine dynamische Wirkung auf das Freimachen der Leitwege in der Mikrostruktur des Holzes.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bisher bekannten Tränkverfahren zum Imprägnieren feuchten Holzes unter Zusammenfassung ihrer Vorteile·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,das Kesseldruckverfahren zum Imprägnieren feuchter Hölzer mit einem öligen Imprägniermittel unter Anwendung von Druck und Vakuum derart auszubilden,dass eine dosierte Tränkung und ein schneller und weitgehender, Entzug des Wassers bzw. der Feuchtigkeit bei nur geringer Abgabe des vorher vom Holz aufgenommenen öligen Imprägniermittels aus dem Holz gewährleistet ist.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe im wesentlichen dadurch., dass nach erfolgter Drucktränkung das im Kessel befindliche nicht verbrauchte ölige Imprägniermittel unter Aufrechterhaltung des Im-- ,, prägnierdruckes oder Erzeugung eines noch darüber liegenden Drüökea im,Kessel durch den Überdruck aus dem Kessel herausgedrücli^iiyird und ansohliesaend nach dem Schlieasen des Auslasses im Kessel ein Unterdruck erzeugt wird,wodurch das im Holz enthaltende Wasser ver-

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■dampft und vermischt mit einem Teil des vom Holz aufgenommenen öligen Imprägniermittels aus dem Holz austritt und aus dem Kessel entfernt wird.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird das während der Unterdruck periode aus dem Holz austretende (remisch aus öligem Imprägniermittel und Wasserdampf ohne Unterbrechung des Unterdruckes im Kessel aus demselben abgesaugt,und zwar laufend während der Unterdruckperiode.

Zur Ausübung des Verfahrens dient eine Anlage,die einen Kessel zur Aufnahme des zu imprägnierenden Holzes,einen Wasserabscheider,einen Vorwärmer,eine Vakuumpumpe und eine Druckpumpe aufweist. ■ Das Verfahren geht gemäss dem auf der Zeichnung dargestellten Diagramm grundsätzlich folgendermassen vor sich. Das zu imprägnierende Holz wird in den Kessel eingebracht.Dann wird im Kessel ein Unterdruck erzeugt,der - gemessen an der Vakuumpum-

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pe - mindestens 1,1 χ Io Torr betragen soll.Dieser Unterdrück wird während eines Zeitraumes T-,-Tp von lo-3o Minuten aufrechterhalten. Diese Zeit richtet sich nach der Füll-bzw. Zulaufgeschwindigkeit des öligen Imprägniermittels,z.B.Steinkohlenteeröl,zum Kessel,das eine Temperatur von über loo°0 hat.Infolge des im Kessel herrschenden Unterdruckes strömt es schneller ein,sodass an ^eit gespart wird.

Nach der Füllung wird der Kessel verschlossen.Anschliessend wird ein Überdruck von 8 - Io atü im Kessel erzeugt und,je nach Holzart ,Holzabmessungen,Keseeltemperatur sowie Feuchtigkeitsgehalt des Holzes,während eines Zeitraumes von. 3o-12o Minuten,entsprechend T-,-Τ. im Diagramm, aufrechterhalten .Nach Beendigung dieser Druckperiode,während der das ölige Imprägniermittel in das Holz gedrückt worden ist,wird der Kesselauslass geöffnet,um den Teil des Imprägniermittels zu entfernen,der nicht vom Holz aufgenommen worden ist.Dabei wird erfindungsgemäss dafür Sorge getragen,dass •während der Ablassperiode Τφ-Τπ der Druck im Kessel dem Imprägnierdruck entspricht oder darüber hinaus noch erhöht wird.Das Aufrechterhalten des Imprägnierdruckes bzw. das Erhöhen des Druckes erfolgt durch Zuführen von Kalt-odef Warmluft mittels einer Druckpumpe.Nach vollständigem Ablassen des öligen Imprägniermittels wird der Kesselaualass geschlossen und im Kessel ein Unterdruck erzeugt,der ,gemesaen an der Vakuumpumpe,1,1 χ Io Torr betragen soll.

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Dieser Unterdruck wird je nach Holzart,Holzabmessungen,Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt des Holzes während eines Zeitraumes

T^-Tr₇ von 2o-6o Minuten aufrechterhalten. Dadurch wird das Wasb Y-

ser aus dem Holz in Form von Wasserdampf herausbefördert,wobei ein geringer Teil des vom Holz aufgenommenen öligen Imprägniermittels mitgerissen wirdoDas aus Wasserdampf und öligem Imprägniermittel bestehende Gemisch wird dann laufend während der Unterdruckperio.de bei Aufrechterhaltung des Unterdruckes aus dem Kessel abgesaugt.

Dieses Gemisch wird vorzugsweise einem Abscheider zügeführt,um das ölige Imprägniermittel möglichst wasserfrei zu machen.Das nach der Druckperiode aus dem Kessel unter Aufrechterhaltung des Überdruckes im Kessel herausbeförderte,beim Imprägnieren nicht verbrauchte ölige Imprägniermittel wird einem Vorwärmer zugeführt, um es für den nächsten Tränkzyklus wieder aufzuheizen. Das Verfahren wird,je nach dem feuchtigkeitsgehalt der Hölzer, ihren Abmessungen,der Holzart,der Temperatur im Kessel und damit des öligen Imprägniermittels sowie der gewünschten Imprägnierungstiefe zwei oder mehrere Male wiederholt,wobei die Zeitdauer der Druckperiode entsprechend bemessen wird. Die Vorteile der Erfindung sind."

Durch angepasste zeitliche Einwirkung von Überdruck und Unterdruck 'auf das Holz und das ölige Imprägniermittel im Kessel wird ein dynamischer Effekt erzeugt,der sich auf die Flüssigkeit in den Leitwegen der MikroStruktur des Holzes auswirkt.Ausserdem wird dasTcennen des zum Imprägnieren benutzten nicht verbrauchten öligen Imprägniermittels von dem Gemisch aus »/asserdampf und öligem Imprägniermittel erreicht,das während der Unterdrückperiode aus dem von dem im Holz befindlichen Wasser entstehenden Wasserdampf und dem Anteil des im Holz befindlichen öligen Imprägniermittels besteht,der durch den Wasserdampf .herausgedrückt worden ist.Dieser Anteil an.öligem Imprägniermittel ist aber gering. Dadurch,dass der überdruck im Kessel· während der ganzen ülabflußperiode aufrechterhalten bzw. sogar evtl.noch erhöht wird,wird verhindert,dass Öl aus dem Holz beim Ölablasseh in erheblichem' Masse wieder mitgerissen wird.Es wird,obwohl das gleiche Material, nämlich Öl,als Imprägnierungsmittel· und als Wärmeträger benutzt wird,infolge der erfindungsgemassen Kombination von Druck und Unterdruck verhindert,dass der Wassergehalt des nicht verbrauch- ^ 009816/1556 V

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ten Imprägniermittels sich erhöht.Besondere Bedeutung hat die dynamische Druckminderung im Holz,da dadurch erreicht wird,dass der erhöhte Luftdruck sehr schnell auf einen Unterdruck herabgesetzt wird.Diese schnelle erhebliche Druckminderung ist bei einer öligen flüssigkeit wegen ihrer ungünstigen Ausflußgeschwindigkeit gegen den Druck der Aussenluft sonst nicht erreichbar.Der erzielte Effekt durch die schnelle und erhebliche Druckminderung ist für die mechanische Freimachung der Leitwege des Holzes von erheblicher Bedeutung.Bei Laubhölzern mit grossem Tracheenanteil werden vor allen Dingen die Primärleitwege freigemacht,was hauptsächlich durch Aufreissen der Trennwände zwischen den Gefässen geschieht. Bei Nadelhölzern tritt die mechanische Verschiebung bzw.das Abreis sen der Holztüpfelmenbranen ein,wodurch die Leitwege für das Entweichen von Dampf und Wasser aus dem Holz und das Eindringen des öligen Imprägniermittels in das Holz freigemacht werden₀Die Impräg niermittelqualität wird verbessert und die Imprägnierzeit verkürzt.Es kann sowohl Holz hohen Feuchtigkeitsgehaltes als auch sol ches mit einem beim Fasersättigungspunkt liegendem imprägniert werden.

Die einzelnen Beispiele zeigen die" Vorgänge bei den verschiedenen Holzarten.
!.Beispiel.

Es soll Buchen - oder Eichenholz mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 6o-9o °/o mit einem öligen Imprägniermittel getränkt werden. Nach dem Beschicken des Kessels mit der betreffenden Holzart wird gemäss Diagramm im Kessel ein Unterdruck erzeugt,der ,gemessen an der Vakuumpumpe ,1,1 χ Io Torr beträgt.Dann wird das ölige Imprägniermittel mit Ho⁰O '-l-'emperatur eingelassen.Das Vakuum wird dabei etwa lo-3o Minuten aufrechterhalten.Anschliessend wird der Kessel unter Überdruck von 8-Lo atü gesetzt.Dieser Überdruck wirkt während der sogenannten Druckperiode solange,bis die Kesseltemperatur auf unter 9o 0 gesunken ist.Die Druckperiode soll aber in diesem ^alle,d.h. also bei Buehen-oder Eichenholz,nicht länger als höchstens 9o Minuten aufrechterhalten werden.Dann wird der öl—■ abfluss des Kessels geöffnet,an den ein Vorwärmer angeschlossen ist,in den das nicht verbrauchte ölige Imprägniermittel gelangt. Während des Abfliessens des öligen Imprägniermittels in den Vorwärmer wird der Überdruck im Kessel aufrechterhalten bzw. sogar

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noch erhöht,was mittels einer Druckluftpumpe geschehen kann.Uach dem Entleeren wird der Auslass des Kessels geschlossen und im Kessel Unterdrück erzeugt,der,gemessen an der Vakuumpumpe,etwa 1,1 χ Io Torr betragen soll.Dieser Unterdruck wird,je nach den Bedingungen, 2o-6o Minuten aufrechterhalten.Dadurch verdampft das bzw. ein ^rj-'eil des im Holz enthaltenen V/assers und reisst geringe Ilengen des öligen Imprägniermittels beim Austreten aus dem Holz mit, sodass sich dann im Kessel ein Gemisch aus Wasserdampf und öligem Imprägniermittel befindet,das in einen Abscheider gesaugt wird.Fach dem Abschalten des Abscheiders vom Kessel wird das be- - f schriebene Verfahren zwei bis fünf mal wiederholt,je nach dem gewünschten Ergebnis.Es kann also dosiert gearbeitet werden.Dabei werden die Druckperioden,je nach den Erfordernissen,auf 60-I80 Minuten ausgedehnt.
2.Beispiel»

Es soll Nadelholz,z.B.Kiefernholz,mit dem öligen Imprägniermittel getränkt werden.Angenommen wird,dass das Splintholz,wie beim. 1.Beispiel,6o-9o^ Feuchtigkeit enthält,Das Verfahren geht im wesentlichen so,wie beinr 1»Beispiel beschrieben,vor sich,nur dass die Öldruckperioden maximal 60 Minuten betragen und die Unterdruckperioden,wegen des durch die Holzstruktur bedingten langsameren Entweichens der Feuchtigkeit aus dem Nadelholz,bis auf 12o Minuten verlängert werden. - ■ ' ..

Claims

Patentansprüche. ■

I₀)Kesseldruckverfahren zum Imprägnieren von feuchtem Holz,insbesondere von Holz mit einem über dem Fasersättigungspunkt lie*· gende'n Feuchtigkeitsgehalt,unter Anwendung von Druck und Unterdruck mit einem öligen Imprägniermittel,dadurch gekennzeichnet, dass nach erfolgter Drucktränkung das im Kessel befindliche nicht verbrauchte Imprägniermittel unter Aufrechterhaltung des Imprägnierdruckes oder Erzeugung eines noch darüber liegenden Druckes aus dem Kessel herausgedrückt wird und anschliessend nach dem Schliessen desKesselauslasses im Kessel ein Unterdruck erzeugt wird,der während einer gewissen Zeit aufrechterhalten wird,worauf

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das dadurch aus dem Holz entweichende Gemisch aus Wasserdampf und öligem Imprägniermittel aus dem Kessel abgelassen,insbesondere abgesaugt ,wird.
2.)Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,dass zur Aufrechterhaltung des Imprägnierdruckes oder Erhöhung des Druckes im Kessel beim Ablassen des bei der Drucktränkung nicht verbrauchten Imprägniermittels Druckluft in Form von Kalt-oder Warmluft in den Kessel gedruckt wird»
3. ^erfahren nach Anspruch 1 bis 2,dadurch gekennzeichnet,dass das während der auf die Druckperiode folgenden Unterdruckperiode anfallende Gemisch aus Wasserdampf und öligem Imprägniermittel unter Aufrechterhaltung des Unterdruckes laufend aus dem Kessel in einen Separator gesaugt wird«

4ο)^erfahren nach Anspruch 1 bis 3»dadurch gekennzeichnet,dass es mindestens zweimal wiederholt wird ο

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