RU2010700C1

RU2010700C1 - Wood treatment method

Info

Publication number: RU2010700C1
Authority: RU
Inventors: М.И. Соснин; В.Ю. Куликов; М.И. Климова; В.М. Соснин
Original assignee: Научно-технологический центр "Технокор"
Priority date: 1992-01-22
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: wood drying. SUBSTANCE: method involves heating wood in hermetically sealed space to temperature exceeding boiling temperature of free moisture contained in wood under atmospheric pressure; providing stable vapor-gas phase pressure; relieving pressure till it reaches the level below atmospheric pressure. EFFECT: increased efficiency and enhanced reliability in operation. 2 cl

Description

Изобретение относится к области деревообработки и может быть использовано в лесопильной и деревообрабатывающей промышленности. The invention relates to the field of woodworking and can be used in sawmill and woodworking industry.

Известен способ сушки древесины, по которому листовой материал типа древесного шпона сушат в герметически закрытой полости, которая образована между нагревательными элементами и имеет высоту на 0,2-0,5 мм, превышающую толщину шпона. A known method of drying wood, in which the sheet material of the type of wood veneer is dried in a hermetically sealed cavity that is formed between the heating elements and has a height of 0.2-0.5 mm greater than the thickness of the veneer.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ обработки древесины, включающий сушку путем нагрева, выдержку при повышенной температуре в герметичном пространстве с последующим сбросом давления. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a method of processing wood, including drying by heating, holding at elevated temperature in an airtight space, followed by pressure relief.

Недостатком известного способа являются повышенные энергозатраты. Целью изобретения является снижение энергозатрат путем реализации сушки в режиме кипения. The disadvantage of this method is the increased energy consumption. The aim of the invention is to reduce energy consumption by implementing drying in boiling mode.

Указанная цель достигается тем, что в способе обработки древесины, включающем сушку путем нагрева, выдержку при повышенной температуре в герметичном пространстве с последующим сбросом давления, древесину нагревают до температуры, превышающей температуру кипения свободной влаги в ней при атмосферном давлении и до стабилизации давления парогазовой фазы. This goal is achieved by the fact that in the method of processing wood, including drying by heating, holding at elevated temperature in an airtight space with subsequent depressurization, the wood is heated to a temperature exceeding the boiling point of free moisture in it at atmospheric pressure and to stabilize the vapor-gas phase pressure.

Кроме того, сброс давления осуществляют до уровня ниже атмосферного. In addition, pressure relief is carried out to a level below atmospheric.

Прогрев древесины при сушке происходит за счет тепломассопереноса. В начале сушки нагреваемые элементы нагревают древесину. Содержащаяся в поверхностных слоях влага испаряется. Поскольку нагрев ведется в герметичном пространстве, то давление парогазовой смеси растет, это в свою очередь обеспечивает подъем температуры смеси до температуры обогреваемых элементов. Wood heating during drying occurs due to heat and mass transfer. At the beginning of drying, the heated elements heat the wood. The moisture contained in the surface layers evaporates. Since the heating is carried out in an airtight space, the pressure of the gas-vapor mixture increases, this in turn ensures the temperature of the mixture rises to the temperature of the heated elements.

Рост давления в герметичном пространстве обеспечивает возникновение градиента давления снаружи и внутри древесины, вследствие чего парогазовая смесь движется внутрь древесины и, ступенчато конденсируясь там, быстро прогревает весь объем древесины до температуры нагреваемых элементов. Прогрев древесины при этом осуществляется за счет переноса нагретого вещества (паров воды), т. е. тепломассопереноса. The increase in pressure in the sealed space provides the appearance of a pressure gradient outside and inside the wood, as a result of which the gas-vapor mixture moves inside the wood and, stepwise condensing there, quickly warms up the entire volume of the wood to the temperature of the heated elements. In this case, the heating of wood is carried out due to the transfer of the heated substance (water vapor), i.e., heat and mass transfer.

Момент окончания прогрева всего объема древесины до температуры нагреваемых элементов соответствует окончанию роста давления парогазовой смеси в герметичном пространстве, т. е. его стабилизации. При этом устанавливается динамическое равновесие между газовой (пар) и жидкой (свободная влага) фазами. The moment of the end of heating the entire volume of wood to the temperature of the heated elements corresponds to the end of the increase in the pressure of the vapor-gas mixture in the sealed space, i.e., its stabilization. In this case, a dynamic equilibrium is established between the gas (vapor) and liquid (free moisture) phases.

Созданные условия (нагрев в герметичном пространстве) обеспечивают возможность перегрева свободной влаги в древесине по всему объему выше температуры ее кипения при атмосферном давлении. The created conditions (heating in an airtight space) provide the possibility of overheating of free moisture in wood throughout the volume above its boiling point at atmospheric pressure.

После нагрева древесины по всему объему до температуры выше температуры кипения свободной влаги в ней при атмосферном давлении осуществляют разгерметизацию сушильного пространства. При этом достигается удаление влаги из древесины и снижение давления до атмосферного. After heating the wood throughout the volume to a temperature above the boiling point of free moisture in it at atmospheric pressure, the drying space is sealed. At the same time, moisture is removed from the wood and pressure is reduced to atmospheric.

За счет того, что влага во всем объеме древесины перед спуском давления находится при температуре выше 100^оС, то сразу после снижения давления она интенсивно вскипает и в виде пара интенсивно удаляется из древесины за короткий промежуток времени.Due to the fact that moisture in the entire volume of timber before the descent pressure is at a temperature above 100 ^{° C,} then immediately after pressure reduction it effervesces intensely and intensively as vapor is removed from the timber in a short period of time.

Уменьшение давления в камере ниже атмосферного, например, отсосом, увеличивает интенсивность выхода парогазовой смеси из древесины за счет увеличения градиента давления в ней и разгерметизированном пространстве. A decrease in the pressure in the chamber below atmospheric, for example, by suction, increases the intensity of the vapor-gas mixture from the wood due to an increase in the pressure gradient in it and the pressurized space.

Паровыводящие каналы в нагреваемых элементах облегчают выход парогазовой смеси, поскольку в этом случае она удаляется из древесины не только через свободные торцы, но и через сами элементы, находящиеся в непосредственном контакте с древесиной. Vapor channels in the heated elements facilitate the exit of the gas mixture, since in this case it is removed from the wood not only through the free ends, but also through the elements themselves in direct contact with the wood.

Поскольку прогрев древесины путем тепломассопереноса происходит быстро по всему объему, то в древесине не возникают большие остаточные напряжения и соответственно не возникают трещины, что позволяет повысить качество высушиваемой древесины. Since wood heating by heat and mass transfer occurs rapidly throughout the volume, large residual stresses do not occur in the wood and, accordingly, no cracks occur, which improves the quality of the dried wood.

П р и м е р. Сушат деревянную доску размером 300х180х20 мм и начальной влажностью 60% (древесина - сосна), которую помещают между двумя металлическими пластинами, имеющими вдоль всей плоскости контакта с доской паровыводящие каналы сечением 2х3 мм. Пластины имеют размер 305х185х6 м и обогреваются путем пропускания через них электрического тока. В цепь питания пластин электрическим током включают терморегулятор, обеспечивающий регулировку тока в соответствии с заданной температурой нагрева. PRI me R. A wooden board of 300x180x20 mm in size and an initial moisture content of 60% (wood-pine) is dried, which is placed between two metal plates having steam-removing channels with a section of 2x3 mm along the entire plane of contact with the board. The plates have a size of 305x185x6 m and are heated by passing electric current through them. A temperature regulator is included in the circuit power supply of the plates with electric current, which provides current control in accordance with the set heating temperature.

Пакет (доска и пластины) помещают в герметично закрывающуюся камеру размером 310х190х40 мм, стенки которой термоизолированы жидким стеклом и дополнительно обогреваются электронагревателями. Контроль температуры осуществляют термопарой. Момент окончания увеличения парогазового давления внутри герметичной камеры соответствует полному прогреву всего объема древесины до заданной температуры и контролируется датчиком давления. Нагрев производят до 140^оС. Прогрев всего объема древесины заканчивается через 12 мин, давление парогазовой смеси при этом достигает 0,4 МПа.The package (board and plates) is placed in a hermetically sealed chamber measuring 310x190x40 mm, the walls of which are thermally insulated with liquid glass and are additionally heated by electric heaters. Temperature control is carried out by a thermocouple. The moment of the end of the increase in the vapor-gas pressure inside the sealed chamber corresponds to the complete heating of the entire volume of wood to a predetermined temperature and is controlled by a pressure sensor. Heating produce up to 140 ^C. The heating of the entire timber volume ends after 12 min, the pressure gas mixture thus reaches 0.4 MPa.

После этого производят разгерметизацию сушильной камеры путем открытия клапана давления. Полный выход парогазовой смеси заканчивается через 1,5 мин. Конечная влажность древесины после сушки составляет 8% . After that produce the depressurization of the drying chamber by opening the pressure valve. The full steam-gas mixture ends after 1.5 minutes. The final wood moisture content after drying is 8%.

Общее время сушки составляет 13,5 мин. The total drying time is 13.5 minutes.

Производят сушку такой же доски при нагреве до 170^оС. Время прогрева в этом случае составляет 12,5 мин, общее время сушки 14 мин.Drying produce a board when heated to 170 ^° C Heat-up time in this case is 12.5 m, the total drying time is 14 minutes.

Уменьшения прочностных свойств доски, определенных по результатам испытаний на статический изгиб, не обнаружено, что свидетельствует об отсутствии трещинообразования в процессе сушки. A decrease in the strength properties of the board, determined by the results of static bending tests, was not found, which indicates the absence of cracking during drying.

(56) Авторское свидетельство СССР N 249289, кл. F 26 В 3/20, 7/00, 1965. (56) Copyright certificate of the USSR N 249289, cl. F 26 V 3/20, 7/00, 1965.

Авторское свидетельство СССР N 1586910, кл. В 27 К 5/06, 1988. USSR author's certificate N 1586910, cl. B 27 K 5/06, 1988.

Claims

1. METHOD FOR PROCESSING WOOD, including drying by heating, holding at elevated temperature in an airtight space with subsequent depressurization, characterized in that the wood is heated to a temperature exceeding the boiling point of free moisture in it at atmospheric pressure and to stabilize the vapor-gas phase pressure.

2. The method according to p. 1, characterized in that the pressure relief is carried out to a level below atmospheric.