RO105398B1 - Procedeu pentru tratarea lemnului proaspat - Google Patents

Description

Invenția se referă la un procedeu de tratare a lemnului proaspăt, pe parcursul căruia lemnul pregătit pentru uscare, cum ar fi, de exemplu, cheresteaua, se usucă într-un mod cunoscut în camera de uscare, la o temperatură cuprinsă între 40 și 100°C, până la un conținut de umiditate de cel puțin 30%.

Este cunoscut faptul ca produsele primare obținute în vederea utilizării ulterioare (divese materiale de cherestea, furnire și așchii de lemn) se produc la ora actuala, în fiecare caz, cu un conținut de umiditate superior limitei de saturarea fibrelor. în aceasta stare, lemnul nu este adecvat pentru prelucrarea ulterioară, respectiv pentru formare, de aceea fiind necesară scăderea conținutului de umiditate sub limita de saturare a fibrelor, pe căi naturale sau artificiale, până la atingerea umidității aerului uscat (12... 18%) sau cea a camerei (6...12%). Datorită creșterii rapide a utilizării industriale, respectiv a necesității obținerii componentelor la umiditatea camerei, accelerarea artificială, aceasta însemnând utilizarea diverselor procese artificiale de uscare, a procedeului natural de uscare, care durează cel puțin 2...5 ani, a devenit indispensabilă.

întrucât accelerarea proceselor naturale în formă nemodificată (temperatură, vânt, conținut de umiditate) nu a dus la nici un rezultat, s-au utilizat diverse metode pentru extragerea pe cât posibil mai rapidă a umidității din lemn, care, aproape fără excepție, s-a bazat pe modificarea proprietăților și a parametrilor aerului din mediul înconjurător (temperatură, viteză dc deplasare, presiune, conținut de umiditate) - o excepție constituind uscarea cu frecvență înalta, unde procesul de curgere a umidității pornește din interior.

Metodele respective, procedeele cunoscute la ora actuală, sunt următoarele:

- Procedeul prin convecție:

- Procedeul prin condensare;

- Procedeul cu vid;

- Procedeul de frecvență înaltă și

- JJscarea in ulei fierbinte.

în practică, se utilizează primele trei metode. Prin aceste metode se poate obține conținutul de umiditate dorit al lemnului, prin modificarea în timp și în spațiu a diverșilor parametri. In comparație cu uscarea naturală, această uscare rapidă se compune, în principal, din trei faze:

- în prima fază se realizează o încălzire (respectiv aducere la temperatura corespunzătoare), urmată de uscare și ultima faza de egalizare (lăsare în repaus, răcire).

Conținutul de umiditate al materialului lemnos uscat prin metodele cunoscute la ora actuală poate fi adus la nivelul dorit, însă, proprietățile macroscopice și defectele materialului lemnos duc la inprecizia valorii atinse (în general, la un ordin de mărime între 1 și 5%); lemnul este deformat în cursul procesului de uscare, datorită extragerii forțate a umidității, (curbare, strâmbare, formare de fisuri etc.);

- pc parcursul operației de uscare, în materialul lemnos apar tensiuni de diferite tipuri și mărimi, ele menținându-se și mai departe pe parcursul prelucrării, formându-se noi curburi și deformări;

- materialul uscat își modifică forma și mărimea într-o măsură considerabil mai mare - datorită modificărilor umidității mediului înconjurător la atingerea echilibrului de umiditate a lemnului și datorită altor modificări ale umidității (de exemplu, umezirea) - fața de materialul lemnos uscat pe cale naturală.

Scopul procedeului conform invenției constă în înlăturarea dezavantajelor amintite și în elaborarea unui procedeu de uscare, în comparație cu metodele de uscare cunoscute să micșoreze la un nivel acceptabil deformările lemnului, devierile de formă și de dimensiuni, tensionările rămase în lemn, cât și durata procesului de uscare. La elaborarea procedeului conform cu invenția, autorii s-au bazat pe experiențele de până acum și pe metodele practicate până în prezent și au completat acestea cu procesele chimice până acum neluate în considerație, care au exercitat o influență importantă și până acum în cursul uscării naturale. Astfel, fiecare tehnologie 5 de uscare (tehnologia prin convecție, prin condensare și cu vid) poate fi completată, respectiv modificată, în baza următorului principiu de bază:

O parte din substanțele aflate în aer 10 se înglobează în materialul lemnos pe parcursul dezvoltării, iar cealaltă parte influențează dezvoltarea și rezistența naturală. Dacă se utilizează acest proces natural, în sens opus și accelerat pentru 15 uscare artificială, ne putem apropia mult de imitarea procesului natural de uscare, realizându-se rezultate considerabil mai bune.

In fazele procedeului, în care se 20 influențează echilibrul de umiditate a materialului lemnos prin metode cunoscute de imitare a diferitelor perioade umede și uscate și în care se asigură gradul de umiditate dorit, se realizează 25 pe parcursul umeziră (adăugare de soluții, stropire pulverizare), conform invenției, un preparat chimic cu o compoziție și concentrație al cărui efect are o însemnătate și în procesul natural. 30

O parte din gazele care se găsesc în aer se unesc între ele în baza unei reacții, dând naștere la un oxid, care. în reacție cu apa, se transformă în acid, care, la rândul său, are proprietatea de a dizolva 35 metalele alcalino-pământoase înglobate în lemn pe parcursul dezvoltării acestuia, dacă utilizăm săruri în combinație cu o soluție apoasă distilată drept catalizator, pentru accelerarea acțiunii acidului men- 40 ționat.

Procedeul conform invenției imită, deci, pe lângă factorii de influență cunoscut până acum (temperatura, conținut de umiditate, presiune, viteza vântului), 45 acțiunea chimica a mediului ambiant Astfel, structura moleculară a lemnului va fi atacata, în momentul critic, când pectina este în stare solidă, ușurându-se astfel aducerea la suprafață a umidității 50 inferioare, de unde este apoi îndepărtată, după care metalul alcalino- pământos se înglobează cu ajutorul catalizatorului în substanța naturală.

Procedeul este, deci, o reproducere în laborator a procesului de uscare naturală, adică o accelerare artificială maximă a tuturor acțiunilor cunoscute până acum ale mediului ambiant

Esența procedeului constă în aceea că soluției apoase distilate a sării metalului alcalin i se adaugă un acid salpetric și amestecul obținut în acest fel este pulverizat cel puțin o dată în spațiul de uscare. Cu ajutorul acestui agent de pulverizare, pectina dură este afânată, această pectina dura aflându-se în fibrele lemnului și împiedicând îndepărtarea umidității, iar metalul alcalino-pământos se înglobează în fibrele lemnului.

Conform unui exemplu de realizare a invenției, compoziția amestecului de stropire cc urmează a fi pulverizat este următoarea : Acid azotic (HNOs) 42... 48% exprimată în % de masă, apă distilată (H2O) 42...48% de masă, sare de metal alcalin, de exemplu clorură de calciu (CaCli) 4...16% de masă. Conform unui exemplu de realizare, concentrația acidului azotic poate fi cuprinsă între 65 și 96%.

în cele ce urmează, procedeul conform cu invenția va fi explicat mai îndeaproape prin intermediul unui exemplu de realizare.

După utilizarea datelor experimentale de până acum, parametrii cei mai importanți ai procedeului de uscare dat în invenție sunt următorii:

Temperatura: min.40°C max.l00°C

Viteza vântului: min.0.1 m/s max lOm/s

Presiunea: min.0,5 bar max 1,063 bar Durata: încălzire 3...18 h; Uscare

12.. .71 h; Egalizare 0...12 h

Umiditatea lemnului: Umiditatea inițială 50%; Umiditatea finală- după dorință

6.. .15%

Utilizarea de chimicale pe parcursul adăugării de soluții în diferitele faze ale ϊΊινβΙζυϊί. -τ’ Pgfl litrii, între

30...8% din conținutul de umiditate de echilibru al lemnului.

Acest procedeu permite ca lemnul usca! obținut în cursul procesului de uscare artificială, efectuată în câteva zile, sa aibă aceleași proprietăți ca și lemnul uscat pe cale naturală, în decurs de câțiva ani. Acest procedeu permite, dc asemenea, ca, prin întărirea procesului chimic natural, la o umiditate relativ mică a lemnului, materialul să poată fi făcut plastificabil și să poata fi prelucrat tara așchii (dc exemplu, flexibil, cu posibilitate de îndoire, compresibil, cu posibilitatea de întindere, cu posibilitatea de descompunere în fibre etc.), prin întărirea proceselor chimice naturale la umiditate relativ scăzută a lemnului, care astfel poate fi format pe parcursul dez voltării sale între anumite limite, respectiv cu menținerea în mare parte a propriilor valori, asemeni unui copac viu.

Dezavantajele indicate, care apar la procedeele cunoscute, sc reduc în cazul utilizării procedeului conform invenției la minimum și anume:

a) pe parcursul uscării, scad la minimum modificările de formă și de masă apărute în baza proprietăților macroscopice ale lemnului, deoarece se provoacă o îmbătrânire artificială;

b) nu apar asemenea modificări de formă, care pot fi înregistrate în urma procedeelor de uscare cunoscute, adică curbare, deformare sau fisuri, care să dăuneze materialului lemnos de prelu crat:

c) lemnul uscat este delensionat, de aceea, pe parcursul prelucrării, nu apare o nouă micșorare a valorii, iar materialul poate fi valorificat în întregime;

d) utilizarea poate fi extinsă și în alte domenii, nevaiorificate până în prezent, de exemplu, devine posibilă formarea fără așchii a meterialelor lemnoase considerate până acum neflexibile și formarea de structurare, fără daune cauzate de temperatură;

e) se elimină problemele provocate de accelerarea vitezei de circuit a consumului (raport dintre creștere și consum), datorită folosirii pieselor din lemn cu o umiditate mai mare a lemnului decât cea admisă și care, prin modificările ulterioare ale acestuia (modificări de formă si de masă etc.) dă naștere la alte pagube, sunt eliminate.

Invenția nu se rezumă la soluțiile indicate la exemplul de execuție, ci se extinde și asupra tuturor soluțiilor protejate prin revendicări, în special prin revendicarea principală.

Claims (6)

1. Revendicări

   1. Procedeu pentru tratarea lemnului proaspăt, pe parcursul căreia lemnul brut pregătit pentru uscare, de exemplu, cheresteaua, este uscat într-un spațiu de uscare, într-un mod în sine cunoscut, la o temperatură cuprinsă între 40 și liXfC, până la atingerea unui conținut de umiditate de cel puțin 30%, caracterizat prin aceea că, la o soluție apoasă distilată a unei sări dc metal alcalino-feros, se adaugă un acid azotic, iar amestecul astfel obținut este pulverizat cel puțin o dată în spațiul de uscare, modalitate prin care, cu ajutorul acestui agent de pulverizare, se afâneaza pectina dură aflată în fibrele lemnului și care împiedică îndepărtarea umidității, înglobându- se, totodată, metalul alcalino-feros în fobrele lemnoase.
2. 2 Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că compoziția amestecului de pulverizat este aleasă în felul următor: acid azotic (HNO3) 42.. 48% de masă, apa distilată (II2O) 42..48% de masă, sare de metal alcalino-feros, de exemplu, clorură de calciu (CaClî) 4... 16% de masă.
3. 3. Procedeu, conform revendicărilor 1 și 2 caracterizat prin aceea că concentrația acidului azotic se află între 65% pînă la 96%.
4. 4. Procedeu, conform revendicărilor

   1...3, caracterizat prin aceea că, înainte de pulverizare, umiditatea lemnului este adusă între 18 și 30%, funcție de natura lemnului.
5. 5. Procedeu, conform revendicărilor

   1...4, caracterizat prin aceea că temperatura internă în spațiul de uscare, după 5 pulverizare, este menținută la o valoare de40°C,până la 100°C, în cursul uscării.
6. 6. Procedeu, conform revendicărilor

   1...5, caracterizat prin aceea că pulverizarea este efectuată în decurs de 2 până la 15 min, funcție de natura lemnului, în timp ce numărul ciclurilor de pulverizare este ales între 1 și 10, funcție de natura lemnului.