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Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen der Feuchtigkeit -aus organischen
Stoffen, insbesondere aus Holz Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen
der Feuchtigkeit aus organischen Stoffen, insbesondere aus Holz, wobei die Luft
unter Überdruck ein oder mehrere Male in das in einem geschlossenen Behälter gelagerte
Trockengut eingepreßt und dann der Druck herabgesetzt wird.
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Soweit derartige Verfahren bisher bekannt waren, wurde die Luft in
das Innere der Poren des Trockenguts eingeführt, um sich dort mit Feuchtigkeit zu
beladen und diese dann so abzuführen. Es wurde demnach die Feuchtigkeit ausschließlich
durch Absorption aus dem Innern des Trockenguts herausgeholt. Dieses Verfahren ist
jedoch langsam und unvollkommen.
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Im Gegensatz hierzu soll erfindungsgemäß die Spannungsdifferenz des
in das Innere eingepreßten Gases so weit getrieben werden, daß das Gas die in dem
Gut enthaltene Flüssigkeit ohne vorherige Umsetzung in Gasform unmittelbar in flüssigem
Zustand ausstößt, so daß sie als Flüssigkeit vom Gute abläuft. Die Luft oder das
Gas wird nach dem Einpressen so schnell auf Vakuumherabgesetzt, daß die Feuchtigkeit
hauptsächlich in flüssiger Form aus dem Gute ausgepreßt wird. Versuche haben ergeben,
daß zur Erreichung des Austritts der Flüssigkeit, z. B. aus Holz in tropfbar flüssiger
Form, eine Druckdifferenz im Verhältnis von etwa 2o : i erforderlich ist. Weil man
aus praktischen Gründen den Überdruck nicht höher als bis auf 2 bis 3 atü, d. h.
3 bis q. Atm. abs., steigern kann, so wird kellre genügende Wirkung erhalten, falls
man den Druck nur bis auf Atmosphärendruck, d. h. i Atm. abs., herabsetzt; man muß
noch weiter gehen und infolgedessen -von 3 hinab bis auf 0,15 oder von q.
hinab bis auf 0,2 Atm. abs.
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An Stelle von Luft kann bei dem Verfahren auch Kohlensäure verwendet
werden. Die Minderung des Luft- und Gasdruckes kann durch überleiten der Luft oder
des Gases in einen besonderen Behälter erfolgen. Die Luft oder das Gas kann erwärmt
und zum Umlauf durch den Behälter und das eingelagerte Trockengut gebracht werden.
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Bei dem Verfahren kann auch der Druckbehälter bei Eintritt des Atmosphärendruckes
mit einem zweiten mit Trockengut beschickten Behälter in Verbindung gesetzt werden,
in welchem Vakuum herrscht, so daß, die Drücke in beiden Behältern schnell ausgeglichene
werden,
worauf die Verbindung unterbrochen und der Druck in dem
ersten Behälter durch Pumpen weiter herabgesetzt wird.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. i eine Anlage zur Ausführung des Verfahrens
mit trommelartiger Kammer im Querschnitt. Abb. 2 und 3 stellen Einzelheiten dar.
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Das Holz ist in Form von Brettern i auf dem Wagen 2 mit Zwischenräumen
gestapelt. Zur Erleichterung des Luftumlaufs wird beim Stapeln der Bretter ein oben
überdeckter Schacht 3 frei gelassen.
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Die Holzwagen 2 sind m einer luftdicht abgeschlossenen Zylindertrommel
T untergebracht. Diese besitzt für den Lufteintritt im unteren Teile einen über
seine ganze Länge sich erstreckenden Kanal 4, der an seiner Oberseite einen Schlitz
5 aufweist. Die Breite dieses Schlitzes kann durch Scheiben 6 (Abb. 2 und 3) geregelt
werden. An jeder Seite oberhalb des Schlitzes 5 sind mit Öffnungen versehene Rohre
9 angeordnet, in die Dampf von der Hauptleitung io durch das Rohr 36 über das Ventil
37 eingepreßt wird.
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Ferner sind in der Kammer T auf den Seiten mit Löchern versehene Saugnäpfe
6' angeordnet, die durch die Rohre 7' und das Rohr 8' mit dem Kondensor Ki verbunden
sind. Der Kondensor KI steht durch das Rohr 9' in Verbindung mit dem Topf B, in
den ein Heizkörper bekannter Art eingebaut ist, welcher finit Dampf von der Hauptdampfleitung
i o durch das Ventil i i und das Rohr i z gespeist wird, und außerdem ein Ventilator,
der vom Motor M, angetrieben wird. Der Ventilator preßt die Luft durch das Rohr
13, den Luftanfeuchter 14, der von der Hauptdampfleitung i o durch das Ventil 15
und das Rohr 16 Dampf erhält, und das Rohr 17 in die Trommel 4. Die Kondensoren
KI und K" erhalten ihr Kühlwasser aus den Brunnen 0i und U_> durch das Rohr 38 mit
dem Ventil 39 bzw. das Rohr 4ä mit dem Ventil 41. Verbrauchtes und kondensiertes
Kühlwasser wird durch die Rohre 42,43 über die Ventile 44, 45 durch die Wasserpumpe
VP abgeführt.
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Zum Komprimieren ebenso wie zum Aussaugen von Luft oder Gas dient
die Luftpumpe LP. Die Strömungsrichtung der Luft oder des Gases geht aus
den eingezeichneten Pfeilen hervor. Die Pumpe kann auf ihrer Saugseite durch das
Ventil V und das Rohr 18 mit der Außenluft in Verbindung gebracht werden, durch
das Ventil V., das Rohr 19 und das Rohr 18 finit dem Kondensor K2 und durch die
Rohrego und :z r, das Ventil V2 und die Rohre 19 und 18 mit der Gasglocke G. Auf
ihrer Druckseite kann die Pumpe durch das Rohr 22, das Ventil V3 und das Rohr 23
finit dem Rohr 8' und demgemäß mit der Kammer T in- Verbindung gebracht werden,.
durch das Rohr 22, das Ventil V, und das Rohr 24 mit der freien Luft und durch das
Rohr z2, das Rohr 25, das Ventil V5 und die Rohre a6 und 2o mit der Gasglocke G.
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Der Kondensor K2 steht durch das Rohr mit dem Rohr 8' und dadurch
mit der Kammer T in Verbindung. Das Wasser, das von den Brettern i abläuft,' wird
auf dem Boden der Kammer T gesammelt, von dem es durch das Rohr 28 und das Ventil
29 in den Sammeltopf S abläuft. Wenn dieser gefüllt ist, wird er durch das Ventil
30 entleert, wobei das Ventil 29 geschlossen wird, falls Über-oder Unterdruck
in der Kammer T herrscht.
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Das Verfahren wird bei der beschriebenen Anlage in folgender Weise
durchgeführt. Die Holzwagen werden in die Kammer T eingeschoben und die Kammer luftdicht
abgeschlossen. Es wird angenommen, daß das zur Verwendung kommende Gas Kohlensäure
ist.
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Zur Beschleunigung des Trockenvorgangs wird die Holzmasse erwärmt.
Dies, geschieht dadurch, daß der in dem Behälter B eingebaute Ventilator durch den
Motor MI in Gang gesetzt wird. Gleichzeitig wird durch das Ventil i i und das Rohr
12 Dampf in die Heizkörper geleitet. Das Ventil 15 wird ebenfalls geöffnet,
so daß Dampf in den Luftanfeuchter 14 eingelassen und die vom Ventilator durch das
Rohr 13 kommende warme. Luft angefeuchtet wird, die dann durch das Rohr 17 in die
Trommel 4 gelangt, wo sie sich verteilt und durch den Schlitz 5 in den Schacht 3
eintritt. Hier verteilt sie sich zwischen den Brettern i, die sie erwärmt, während-sie
selbst dabei abgekühlt wird.
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Nachdem die Luft so die Bretter i erwärmt hat, wird sie durch die
Saugnäpfe 6' angesaugt und kehrt durch die Rohre 7' und g' und den Kondensor KI
und das Rohr 9' in den Behälter B zurück; um den vorher beschidebenen Kreislauf
von neuem zu beginnen.
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Nun soll in die Kammer T Kohlensäure eingepreßt werden; deshalb werden
die Ventile Vr, und V3 geöffnet. Auf Grund des Unterdruckes in der Kammer T wird
dabei Kohlensäure von der Gasglocke C'z durch die Rohre 2o und 26, das Ventil Vä,.
das Rohr 25, das VentilV3 und das Rohr 23 in die Kammer T eingepreßt. Dadurch steigt
der Druck in dieser, und sobald er Atmosphärendruckerreicht hat, hört der Zustrom
von Kohlensäure von der Gasglocke Gr her auf. Dann wird das Ventil Vä, geschlossen,
die Luftpumpe LP
wird. in Gang gesetzt und das Ventil V2 geöffnet. Dabei saugt
die Luftpumpe LP Kohlensäure von der Gasglocke 0 durch die Rohre 2o und-.2i,
das Ventil V, und die Rohre i 9 und 18, um durch das Rohr 22, das Ventil V3 und
das Rohr 23 Kohlensäure in die
Kammer T einzupressen, in welcher
die Zirkulation ununterbrochen mit Hilfe des Ventilators im Behälter B aufrechterhalten
und die Temperatur geregelt wird. Der Druck in der Kammer T steigt dabei, bis er
die gewünschte Höhe erreicht hat, beispielsweise einen Überdruck von 2 Atmosphären.
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Nachdem die Feuchtigkeit mit Kohlensäure gesättigt worden ist, wird
die Luftpumpe LP
abgestellt und das Ventil Vr, geschlossen. Darauf wird das
Ventil V1 geöffnet, wobei die Kohlensäure infolge des Überdruckes in der Kammer
T schnell durch das Rohr 27, den Kondensor I(2, die Ventile V, und V= und
durch die Rohre 2 i und 2o zurück zur Gasglocke G strömt. Die Folge davon ist ein
schnelles Herabsetzen des Druckes in der Kammer T, wobei die von der Feuchtigkeit
in den Brettern i ausgeschiedene Kohlensäure wieder im Holz freigemacht wird, aus
dem sie nun mit großer Kraft auszudringen versucht. Hierbei findet sie keinen anderen
Weg als durch die Kapillaren des Holzes, die indessen mit Wasser gefüllt sind. Die
Kohlensäure schiebt daher dieses Wasser vor sich her, welches dabei aus den Brettern
i herausspritzt und sich auf dem Boden der Kammer T sammelt.
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Um die Wirkung des Ausdruckens der Feuchtigkeit zu verstärken, wird
der Druck in der Kammer T weiter gesenkt. Dabei wird das Ventil V,2 geschlossen
und das Ventil V5 geöffnet, nachdem die Luftpumpe LP wieder in Gang gesetzt
worden ist. Diese saugt die Kohlensäure aus der Kammer T durch das Rohr 27, den
Kondensor I(" das Ventil Vi und die Rohre i g und 18, um durch die, Rohre zz und
25, das Ventil V5 und die Rohre 26 und 2o die Kohlensäure in die Gasglocke Cr zu
drücken.
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Für den Fall, daß ein einmaliger Arbeitsgang nicht ausreichen sollte,
um das gesamte kapillar gebundene Wasser aus dem Holz auszutreiben, wird der Vorgang
wiederholt, bis der beabsichtigte Zweck erreicht wird.
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Das hier für die Trocknung von Holz beschriebene Verfahren kann natürlich
auch auf andere organische Stoffe angewendet und entsprechend abgeändert werden.
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Die beschriebene Anlage kann natürlich auch anders ausgebildet werden,
als hier gezeigt ist. So kann z. B. je eine besondere. Luftsaugepumpe und Druckpumpe
an Stelle der für beide arbeitenden angeordnet werden.
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Zweckmäßig wird die Trocknungsanlage mit zwei Trockenbehältern oder
Kammern versehen, die jede für sich, wie vorher beschrieben, ausgebildet und dabei
so angeordnet sind, daß, sie miteinander in Verbindung gebracht werden können. Hierdurch
können in ihnen abwechselnd Vakuum- und überdruck hervorgebracht werden. Das Senken
des letzteren zu Unterdruck kann schnell geschehen durch überströmen beim öffnen
der erwähnten Verbindung, die nach erfolgtem Druckausgleich in den Behältern abgeschlossen
wird, worauf das Vakuum durch Pumpen weiter gesenkt wird.
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Auch Verbrennungsgase können hierbei angewendet und in das Trockengut
in der angegebenen Weise eingepreßt werden.