PL155814B1 - Raw timber treating method - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA	OPIS PATENTOWY	155 814
POLSKA	Patent dodatkowy do patentu nr---- Zgłoszono: 88 05 04 /P. 272245/ Pierwszeństwo 87 05 04 Węgry	łnt. Cl.5 F26B 3/00
		GZYTEIBIA
URZĄD PATENTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: 89 05 16	0 EÓLIS
RP	Opis patentowy opublikowano: 1992 07 31

Twórca wynalazku .

Uprawniony z patentu: TOP-COOP Idegenforgalmi es Venddglatoipari Kisszovetkezet, Budapeszt /W/ę9^ry/

SPOSÓB OBRÓBKI SUROWEGO DREWNA

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki surowego drewna, w czasie którego przygotowane do przyśpieszonego suszenia surowe drewno suszy się w suszarni stopniowo, stosując etapy ^podgrzewania^, suszenia i Itondycjonowania w zakresi-e temperatur 40-100°^ ^do osię^gnięcia zamierzonej wilgotności.

Produkty surowe /r'óżne typy materiałów ciętych, forniry i wióry/ wytwarzane w przemyśle drzewnym, maję zawartość wilgoci przekraczającą granicę nasycenia włókna. W tym stanie drewno nie nadaje się do dalszej obróbki albo formowania i dlatego konieczne jest obniżenie zawartości wilgoci drogą naturalną albo sztuczną, poniżej granicy nasycenia włókien i doprowadzenia do stanu powietrza suchego /12-18%/, albo stanu suchego w pomieszczeniu /6-12%/. Z powodu szybkiego wzrostu przemysłowego zastosowania suchego drewna istnieje konieczność przyśpieszenie naturalnego procesu suszenia, który trwa zwykle co najmniej 2-5 lat. Przyśpieszanie naturalnych procesów w niezmienionej postaci //temperatura, przewiew, zawartość ^lgw^i^ nie prowadziło do zadawalających wyników, w związku z tym rozwijano różne metody moóliwie szybkiego usuwania wilgoci z drewna. Metody te prawie bez wyjątku bazowały na zmianie parametrów technicznych otaczającego powietrza /eemperatura, szybkość ruchu, ciśnienie, zawartość wilgotności/, wyjątek stanowiło suszenie dielektryczne, gdzie proces przepływu wilgoci rozpoczyna się od wewnntrz na zewnątrz. Dotychczas znane sposoby suszenia są nastąpujące: suszenie przez konwekcją, suszenie przez kondensacją, suszenie próżniowe, suszenie dielektryczne i suszenie w gorącym oleju.

W praktyce stosowane są trzy pierwsze z wymienionych sposobów. Stosując te trzy sposoby przez zmianą parametrów w czasie i trwania procesu możne osiągnąć żądaną zawartość w ilgoci w drewnie. Proces suszenia obejmuje zwykle nastąpi^ące etapy: podgrzewanie /ogrzewanie wstąpne/, suszenie, kondycjonowanie /pozostawienie w spoczynku i ochłodzenie/.

155 814

155 814

Zawartość wilgoci w wysuszonym, znanymi dotychczas metodami drewnie, może doprowadzić do żądanego poziomu, jednak: makroskopowe właściwości i wady mteri.ału drewnianego prowadzę do niedokładności osiąganych wartości /na ogół w zakresie 1-5%j drewno w czasie procesu suszenia z powodu wymuszonego odbierania wilgoci, ulega różnego rodzaju deformacjom /krzywienie, pękanie, paczenie się, zgrubienie końców, rdzenia itd/j w czasie suszenia powsteję w maaeriale drzewnym w różnym zakresie i różnego rodzaju naprężenia i one pozostaję także w czasie obróbki, w trakcie której pojawia się dalsze paczenie, krzywienie się itdj wysuszony Maeriał zmania swój k6ztałt i wielkość w znacznie większym zakresie - wskutek zmian wilgotności środowiska w czasie osiągania równowagi wilgotności drewna i wskutek innych mooyfikatorów wilgotności /np. nawilżania/ - niż wysuszony w sposób naturalny, Mtβeiał drzewny.

Celem wynalazku jest usunięcie ^^i^m^nionych usterek i opracowanie sposobu suszenia, który w porównaniu z dotychczasowymi metodami suszenia zmnnejszałby do deformację drewna, wewnętrzne naprężenia oraz czas tiwania procesu suszenia. Przy opracowywaniu sposobu według wynalazku oparlśmrny się na zebranych przez nas doświadczeniach jak również na stosowanych dotychczas metodach i te uzupełnilśmrny dotęd nie uwzględnionymi procesami chemicznymi, które w przebiegu naturalnego suszenia wywerały znaczny wpływ. Tak można każdę technologię suszenia /konwekkji, kondensaaji, stosowania próżni/ uzupełnić albo zmodyfikować uwzględniając następujące podstawowe zasady.

□edna część znajdujących się w powietrzu substancji gromadzi się w drewnie, inna część wpływa na naturalną odporność. Zastosowanie mieszaniny soli i kwasu według wynalazku wpływa na przyśpieszenie procesu suszenia /w porównaniu z przebiegam procesu suszenia w warunkach naturalnych/, a efekty uzyskiwane dorównują, a wielokrotnie przekraczają te wynśki, które uzyskuje się w wyniku suszenia w warunkach naturalnych.

W przypadku zastosowania nawilżania suszonego drewna poprzez spryskiwanie go mieszaninę soli i kwasu według wynalazku wpływa na równowagę wilgotności i w ten sposób osiąga żądany stopień wysuszenia, a uzyskane wyniki odpowiadają naturon^mu procesowi suszenia. Część znajdujących się w powietrzu gazów reaguje do teanków, które gdy zostanę zaabsorbowane w wodzie przekształcają się w kwasy, które są zdolne do rozpuszczenia wbudowanych w czasie wzrostu drzewa meuM ziem alkalćcznych. Wodne roztwory soli tych kwasów spełniają funkcję katalizatorów. Nasz sposób obok dotychczas znanych parametrów suszenia , zawartość wilgoci, ciśnienie, szybkości przepływu powwetrza opisuje wpływ środków chemicznych wchodzących w skład atmosfery procesu suszenia. Przez zastosowanie tej metody rozluźnia się molekularną strukturę drewna, przez co umooiiwia się przejście bez uszkodzeń, ·wewistrznej wilgoci na powierzchnię i odprowadzenie jej bez trudności oraz wprowadzenie do niej metalu ziemi alkalicznej .

Sposób według wynalazku stanowi odzwierciłdlenie naturalnego procesu suszenia, lecz jego szybkość jest znacznie większa od procesu suszenia przebiegającego w warunkach naturalnych .

Istota wynalazku polega na tym, że przy osiągnięciu wilgotności drewna wynoszącej 18-30%, w zależności od rodzaju drewna, do pomieszczenia z powietrzem suszarń wtryskuje się mieszaninę wodnego roztworu soli metalu alkalccnnego i kwasu azotowego i utrzymuje temperaturę 40-100°C w czasie %'szenia. Prz^y pomocy te^go ^odka opryskowej rozluźnia się twardą pektynę, znajdującą się we włóknach drewna i utrudniającą uwaanianie wilgoci, wbudowuje się przy tym między włókna drewna meeal ziem alkalccznych.

Sposób ten umo01iwia w przeciągu kilku dni prowadzonego procesu suszenia uzyskanie suchego drewna o takich samych własnościach jak suche drewno uzyskane na drodze naturalnego suszenia w ciągu kilku lat. Sposób ten umożliwit również przez przyśpieszenie procesów chemicznych i wzbogacane sawillasie oraz przy porównywanie niższej wilgotności drewna uzyskanie MterŁału bardziej plastycznego, nadającego się do beziióroiej obróbki i zachowującego swoje wartości prawie jak drzewo w stanie naturalnym.

Wymrenione wady występujące w znanych sposobach takie jak: zmiany kształtu i wymiarów powstające w czasie suszenia zmnejszają się do r^sim^Jr przy stosowaniu sposobu według wynalazku.

155 814

Wysuszone drewno jest wolne od naprężeń i dlatego nie powstaje w czasie obróbki dalsze obniżenie jego wartości użytkowej, co pozwala na wykorzystanie całkowicie pełnowartościowego mteriału. Zastosowanie takiego drewna można rozszerzyć na inne dotychczas nie wykorzystane dziedziny. I tak nadaje się do bezwiórowego formowania i kształtowania bez uszkodzeń spowodowanych tempeee^turą.

Sposób według wynalazku eliminuje niekorzystne skutki spowodowane przyśp ess^nym tempem procesu suszenia oraz zapobiega następującym późniejszym zmianom wyrobów wytworzonych z drewna o dopuszczone,) wyższej wilgotności.

Według wynalazku skład wtryskiwanej mieszaniny jest następujący i kwas azotowy /HNOg/ 42-48% wagowych, woda destyoowana /HgO/ 42-28% wagowych, sól metalu alkalćzznego np. chlorek wapnia /CaC^/ 4-16% wagowych. Stężenie kwasu azotowego według przykładu wykonanie wynosi 65-96%.

Sposób według wynalazku wyjaśniają bliżej poniższe przykłady. Według stosowanych danych dotychczasowych doświadczeń najważniejsze parameery sposobu suszenia według wynalazku stanowię i

temperatura	min 40°C	maks. 1°°°C
szybkość przepływu powietrza	min 0,1 m/s	maks. 10 m/s
ciśnienie	min 0,5 bara	maks 1,063 bara
czas	podgrzewania 3-18 godz.	suszenia 12-71 godzin
wilgotność drewna	wyrównanie 0-12 godzin początkowa 50% końcowa - ewenzualnij 6-1!%

przy stosowaniu substancji chemicznych w czasie doprowadzania wilgotnej pary w różnych etapach podgrzewania, suszenia i wyrównania przy Jednoczesnej wilgotności równowagowej drewna wynoszącej 30-6%.

Przykład I. Suszono tarcicę ze świerku o przekroju 110 x 210 mm. Początkowa wilgotnoś^ć 22%. Ogrzewanie prowadzono w czasie ⁴ godzin w temperaturze ⁵⁵°C prz^y wartości UGL /UGL oznacza, równowagową wilgotność drewna, miara regułami klimatyzacci komory/ wynoszącej 13%. Po ogrzewaniu wilgotność drewna wynosi nadal około 22%, która obniża się do końcowej ^lg^ności 15% w (procesie suszenia^{, p}rz^y temperaturze ^Mwej wynoszącej 7⁰°^C. ^wryskloazⁱj cieczy obróbkowej następowało przy wartościach UGL wynoszących 8-12%, łącznie 8 razy, każdorazowo około 5 minut. Wtryskiwana ciecz obróbkowa składa się z 81,5% wody i 18,5% mieszaniny substancci chemicznych o składzie HNOg o stężeniu 30% i CaClg to znaczy z L4% NHO3 o stężeniu 65%, 44% wod^y i 12% CaClg. Cieczy obróbkowej stosowano ⁹ ltttow na m^ suszonego drewna. ^po procesie suszenia następował etap kizdyjjonioania w czasie 8 godzin przy wartości UGL = 13%, a ^potem nas^^wało schłodzenie do temperatury 50°C. Suszenie według wynalazku zakończono już po 76 godzinach, zamiast po 168 godzinach według dotychczasowych kinwencjinalzych meeod, otrz mując materiał o takiej samej jakości.

Przykład II. Suszono bale bukowe o grubości 50 mm. Początkowa wilgotność 24% Ogrzewanie ^prooadzono w czasie ^{5 g}odzin w tempera turze 45°C, ^prz^y wartości ^UGL wynoszącej 12% W czasie ogrzewania wilgotność drewna praktycznie nie zmieniła się. Końcową wilgotność wynosz^ąc^ą 10% uz^ys^kano ^prz^y tempera turze ^ki^ńcioej ^^nt^j^^ące;) ⁶5°C. W rys^k iwani-e cieczy obr^óbkowe^j następowało przy wartościach UGL wynoszących 8-12% /przy tym rzeczywista wartość wilgotności drewna była wyższa i wynosiła około 20%. Wtryskiwana ciecz obróbkowa składała się z 75% wody i 25% meszani-ny substancc i chemicznych o stężeniu 30% jak podano w przykładzie I. Cieczy 3 obróbkowej stosowano 12 Ιιιγ! na m suszonego drewna. Wtryskiwanie następowało łącznie 9 raz każdorazowo 4 minuty. Po suszeniu do pożądanej wartości wilgotności następował etap kondycjonowania w czasie 6 godzin przy UGL = 9%.

Ten proces suszenia zakończono już po 102 godzinach, zamiast po 192 godzinach, według dotychczasowych konwennjoπalnyjh metod, otrzymując matoeiał o lepszej jakości.

Przykład III. Suszono dębowe płytki parkietowe o wymiarach 30 x 100 mm.

Pocz^kowa wilgotność 38%. Ogrzewanie forowa^ono w czasie ^{5 g}odzin w tempi^r^^urze ⁴O°C, ^prz^y

155 814 wartości UGL wynoszącej 18%. W pierwszym etapie suszenia wilgotność drewna obniżyła się do 33%, prz^y ^mperaturze ⁴⁵°C i wartości UGL a ¹⁵%. W ^drugim eta^pie suszenia wilgotno^ść drewna obniżyła się do 28% /wartość graniczna dla zastosowania obróbki według wynalazku/, prz^y umperaturze ⁵0°C i wart^ci ^UGL = 1²%. Wtr^yskiwanie ciecz^y obrótikowej następowało przy wartościach UGL wynoszących 10-12%, łęcznie 10 razy, każdorazowo około 12 minut. Wtryskiwana ciecz obróbkowa składa się z 65% wody i 35% mieszaniny substancj chemicznych według przykładów I i II. Cieczy obróbkowej stosowano 13,5 litaa ne m suszonego drewna. Po tej obróbce według wynalazku następował trzeci etap suszenia, przy czym wilgotność drewna obni^ła si^{ę d}o 22%, ^prz^y temperaturze ⁵5°C i wartości UGL > 9%. W czwartym etapie suszenia wilgotnoś^{ć d}rewna obni^żyła si^ę do 15%, przy temperaturze 6⁰°C i wartości UGL 7%. W piątym ^eta^pie suszenia obniżono wilgotnoś^ć drewna do ⁸%, ^prz^y temperaturze 65°C i wartości UGL = 4%. ^po suszeniu nast^ępował eta^p Itondycjonowania w czasie 1^{0 g}odzin, w temperaturze 45°C, przy wartości UGL a 7%.

Łącznie proces suszenia według wynalazku trwał 22 dni., zamiast 40 dni według konwencjonalnych metod, otrzymując maeriał o lepszej jakości.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób obróbki surowego drewna, w którym surowe drewno przygotowane do przyśpieszonego suszenia suszy się w suszarni stopniowo stosując etapy podgrzewania, suszenia i ^kon^drc^Jonowanił w zakresie temperatur· 40-¹⁰⁰°C, znamienny tym, ^{źa pr}zy ciągnięciu wilgotności drewna wynoszącej 18-30% w zależności od rodzaju drewna, do pomieszczenia z powietrzem suszarni wtryskuje się mieszaninę wodnego roztworu soli metalu alkalizzeago i kwasu azotowego.
2. 2. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, że stosuje się mieszaninę do wtryskiwania o następującym składzie: kwas azotowy /HNOg/ 42-4(% wagowy, woda destyowwana /H₂0/ 42-4(% wagowy, sól metalu alkan^nego np. chlorek wapnia /CaClg/ 4-16% wagowy.
3. 3. Sposób według zastrz.l albo 2, znamienny tym, że stosuje się kwas azotowy o stężeniu 65-96%.
4. 4. Sposób według zastrz.l albo 2 albo 3, znamienny tym, że wtryskiwanie, zależnie od rodzaju drewna stosuje się w czasie 2-15 minut, a ioość wtryskiwać, zależnie od rodzaju drewna wynosi 1-10.